DE2621740C2 - Formmassen auf der Basis von ungesättigten Polyestern - Google Patents
Formmassen auf der Basis von ungesättigten PolyesternInfo
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Description
R3
-Si-O-R2
Ri
in der
10
20
a O oder 1 und
b eine Zahl von 1 bis 500 ist, jedoch 6ä3 sein muß,
wenn a=0ist
R1 Wasserstoff, einen Alkyl- oder Trimethylsilylrest,
R1 Wasserstoff, einen Alkyl- oder Trimethylsilylrest,
R2 einen Alkylrest mit 8 bis 32 C-Atomen, den Rest -(CH2)IoCOOR1, den Rest
— R4OCOCi2bis22H25bis45, wobei R4 ein
zweiwertiger Rest ist, oder den Rest
— R4OC8bis 22Hι? bis45, wobei jedoch bis zu 80 jo
Mol-% der vorgenannten Reste durch den Methylrest ersetzt sein können, aber pro
Molekül mindestens ein Rest R2 ein anderer als ein Methylrest ist, und
R3 einen Methylrest oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 C-Atomen
bedeuten, in einer Menge von 0,01 bis 1 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmasse — gegebenenfalls
zusammen mit einem weiteren äußeren und/oder inneren Gleitmittel — enthalten.
2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Komponente (E)
enthaltene Siloxan ein Carboxyorganosiloxan ist, das mit einem Alkanol mit bis zu 4 C-Atomen verestert
ist.
3. Formmassen nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Polyesters (A) 12
bis 40, vorzugsweise 15 bis 30 Gewichts-% und derjenige des ungesättigten Monomeren (B) 0,5 bis 5, so
vorzugsweise 1 bis 3 Gewichts-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse, beträgt.
4. Formmassen nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als zusätzlichen Bestandteil
der Komponente (E) ein Magnesium-, Calcium-, Zink- oder Aluminiumsalz von gesättigten und/oder
ungesättigten Fettsäuren in einer Menge von 0,3 bis 3 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmasse,
enthalten.
5. Verwendung der Formmassen nach Ansprüchen 1 bis 4 zur Herstellung von Formteilen unter
Aushärten in unverchromten Werkzeugen. ,
mendera Maße nach modernen Verarbeitungsverfahren,
insbesondere im Spritzgußverfahren, zu den unterschiedlichsten Formteilen für die Elektrotechnik
verarbeitet
Die Verarbeitung dieser Formmassen muß unabhängig vom Verarbeitungsverfahren in verchromten
Werkzeugen vorgenommen werden, da sich die Formteile bei der Verarbeitung in Werkzeugen aus
normalem Werkzeugstahl oder höherprozentigen Chromstählen, insbesondere bei laufender Herstellung
nur mit Schwierigkeiten entfernen lassen. Auch der noch mit dem Formteil verbundene Grat, das heißt
überschüssiges, ausgetriebenes Material, neigt dazu, an
Flächen, die nicht nur der Formgebung des Formteils dienen, zu kleben. Dieses Formtrennproblem erschwert
die wirtschaftliche Fertigung stark, so daß eine Verarbeitung in unverchromten Werkzeugen im Dauerbetrieb
bisher nicht möglich gewesen ist
Um im Spritzgießverfahren die Formmasse einwandfrei verarbeiten zu können, ist die Verwendung eines
inneren Gleitmittels erforderlich, das die Fließvorgänge nach dem Aufschmelzen der Formmasse in der
Plastifizierzone und beim Einspritzen in das Werkzeug steuert
Es sind auch schon farbtonbeständige Formmassen auf der Basis von Melaminharzen, Beschleunigern,
Füllstoffen, einem äußeren Gleitmittel auf der Basis eines Carboxyorganosiloxans und gegebenenfalls einem
inneren Gleitmittel bekannt.
Ebenfalls ist es bekannt, Carboxyorganosiloxane bei der Aushärtung von Amin- oder Phenolharzen unter
Formgebung, z. B. für Schichtpreßstoffe, zu verwenden.
Die Verwendung von Polydimethylsüoxanen bestimmter Viskosität als Trennmittel für Formmassen auf
Basis gesättigter Polyester ist aus der DE-OS 22 14 544 bekannt. Diese Formmassen sind aber nicht härtbar und
werden im thermoplastischen Zustand im Extrudier- oder Walzverfahren verformt. Die eingearbeiteten
Trennmittel separieren während des Aufschmelzvorganges. Bei unvernetzten Polyesterharzen aber soll sich
das Trennmittel noch nicht während des Aufschmelzens abtrennen, sondern erst nach dem Spritzvorgang
während der Vernetzungsreaktion.
Die US-PS 34 38 919 beschreibt ein Trennmittelgemisch
aus Ölsäure und ölsäurephosphat, das einem Polyesterharz zugesetzt wird, das in einem ungesättigten
Monomer gelöst ist. In einer im Spritzgießverfahren verwendbaren Formmasse läßt sich aber ein derartiges
Trennmittelgemisch nicht einsetzen, weil mangels ausreichender Verträglichkeit die statistische Verteilung
des Trennmittels im Harz nicht erreicht wird und ein eventueller Trenneffekt nicht gleichmäßig erfolgen
würde.
Es wurden nun Formmassen gefunden aus (A) ungesättigtem Polyester, (B) ungesättigten Monomeren,
(C) Katalysatoren, (D) gegebenenfalls Inhibitoren, anorganischen und/oder organischen Füll- und/oder
Verstärkerstoffen, Farbstoffen und/oder Pigmenten und (E) äußeren und/oder inneren Gleitmitteln, die dadurch
gekennzeichnet sind, daß sie als Komponente (E) ein Siloxan der allgemeinen Formel
Härtbare Formmassen auf Basis ungesättigter Polyesterharze werden auf Grund ihrer hervorragenden
elektrischen und thermischen Eigenschaften in zuneh-
65 (R1O)1,-
R3
-Si — O-
R2
in der
a = 0 oder 1 und
b eine Zahl von 1 bis 500 ist, jedoch Ζ>δ3 sein muß,
wenn a=0 ist,
R1 Wasserstoff, einen Alkyl- oder Trimethylsilylrest,
R2 einen Alkylrest mit 8 bis 32 C-Atomen,
den Rest -(CHjJioCOORi, den Rest
— R4OCOCi2bis22K25bis45i wobei R4 ein zweiwertiger
Rest ist, oder den Rest -R4OC8KSaHi7 bis 45, wobei
jedoch bis zu 80 Mol-% der vorgenannten Reste durch den Methylrest ersetzt sein können, aber pro
Molekül mindestens ein Rest R2 ein anderer als ein Methylrest ist, und
R3 einen Methylrest oder Alkoxyrest mit 1 bis 4
C-Atomen
bedeuter, in einer Menge von 0,01 bis 1 Gewichts-%,
bezogen auf die Gesamtmasse — gegebenenfalls zusammen mit einem weiteren äußeren und/oder
inneren Gleitmittel — enthalten.
Es ist ein großer Vorteil und Fortschritt, daß es durch
die Erfindung möglich wird, die Formmassen ohne jede Schwierigkeit in unverchromten Werkzeugen zu verarbeiten
und die daraus hergestellten Formteile — auch bei Dauerbetrieb — aus diesen Werkzeugen einwandfrei
zu entfernen. An den Formteilen etwa anhaftender Grat läßt sich ebenfalls leicht von nicht mehr
formgebenden Flächen des Werkzeugs entfernen.
Das Carboxyorganosiloxan ähnelt im allgemeinen dem chemischen Aufbau eines linearen Methylsilikons
mit durchlaufender Si—O—Si-Kette, bei welchem aber
ein großer Teil der Alkylgruppen durch Estergruppierungen ersetzt ist Vorteilhaft kann hierbei ein mit einem
Alkanol mit bis zu 4 C-Atomen, vorzugsweise mit Methanol verestertes Carboxyorganosiloxan mit folgenden
Kenndaten eingesetzt werden: Säurezahl unter 5, vorzugsweise 2 bis 4; Verseifungszahl 150 bis 300,
vorzugsweise 100 bis 250; Molekulargewicht 800 bis 2000, vorzugsweise 1000 bis 1300; SiO2-Gehalv 15 bis 30,
vorzugsweise 20 bis 25 Gewichts-%. Der Anteil des Carboxyorganosiloxans kann 0,01 bis 1, vorzugsweise
0,05 bis 0,5 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmasse, betragen.
Die erfindungsgemäßen Massen ergeben sich durch die Verwendung der oben genannten Siloxane zur
Herstellung von Formmassen auf der Basis von ungesättigten Polyesterharzen.
Obwohl der Zusatz weiterer innerer und/oder äußerer Gleitmittel nicht erforderlich ist, können die %
Formmassen jedoch zusätzlich solche enthalten.
So können zusätzlich noch Magnesium-, Calcium-, Zink- oder Aluminium-Salze von gesättigten und/oder
ungesättigten Fettsäuren mit 12 bis 20 C-Atomen, vorzugsweise Stearin-, Palmitin-, öl-, Linol- und ü
Linolensäuren und/oder Amide dieser Fettsäuren jeweils einzeln oder im Gemisch, vorhanden sein, wobei
der Anteil dieser zusätzlichen Gleitmittel insgesamt bis zu 3, z. B. 0,3 bis 2 Gew.-% der Gesamtmasse betragen
kann. bo
Die ungesättigten Polyester (A) sind im allgemeinen aus olefinisch ungesättigten mehrwertigen Carbonsäuren
bzw. deren Anhydriden und mehrwertigen Alkoholen hergestellt, wobei auch solche Carbonsäuren
mitverwendet werden können, die keine aliphatische Mehrfachbindung haben. Geeignete Carbonsäuren sind
z. B. Malein-, Fumar-, Itacon-, Citracon-, Bernstein-,
Adipin-, Sebazin-, Azelain-, Kork-, Phthal-, Isophthal-, Terephthalsäuren, Naphthalindicarbonsäuren und Cyclohexandicarbonsäuren
bzw. deren Anhydride, sofern sie existieren; als Carbonsäuren, die keine polymerisierbare
Doppelbindung enthalten, sind Phthalsäuren, wie Phthalsäure und Isophthalsäure, insbesondere Terephthalsäure,
bevorzugt Als Alkohole sind z. B. Diole mit 2 bis 10 C-Atomen, wie Äthandiol, PropandioI-1,2 bzw.
-13, Butandiol-1,4, Butendiol-1,4; Dimethylpropandiol-1,3,
Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, Dibutylenglykol,
Dimethylolcyclohexan, Dimethylolbenzol, Bis-(hydroxyäthyl)-diphenylolpropan, Bis-(hydroxypropyl)-diphenylolpropan,
Glycerinmonoäthyläther und Glycerinmonoacetat geeignet. Vorzugsweise eignen sich jedoch
Äthan-, Propan- und Butandiol. Geeignete Polyester sind beispielsweise auch solche gemäß DAS 15 44 673
und DBP 14 69 895.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Polyester ein Molgewicht von 500 bis 3000, eine
Reaktivität von einer olefinischen Doppelbindung auf 142 bis 2000, vorzugsweise auf 150 bis 400 g
Polyesterharz und eine Säurezahl von 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 40 auf. Ihre OH-Zahl kann
dieselben Werte w«e die der Säurezahl haben.
Der Anteil des Polyesters (A) beträgt zweckmäßig 12
bis 40, voi zugsweise 15 bis 30 Gew.-% und derjenige des ungesättigten Monomeren (B) 0,5 bis 5, vorzugsweise 1
bis 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse.
Geeignete ungesättigte Monomere (B) sind z. B. Vinyl- und/oder Allylverbindungen, insbesondere solche
mit einem Siedepunkt über 14O0C, vorzugsweise Styrol und Diallylphthalat. Außerdem werden beispielsweise
genannt: Vinyltoluol, halogeniertes Styrol, «-Methylstyrol,
Diallylmaleat, -fumarat, -itaconat, -succinat, -adipat,
-azelat, -sebacat, -isophthalat, Triallylcyanurat, Triallylphosphat,
Allyläther mehrwertiger Alkohole, wie Pentaerythrit-tetraallyläther oder Trimethylolpropantriallyläther,
Äthylenglykol-dimethacrylat, 1,3,5-Trisacryio-hexahydrotriazin
oder dergleichen. Der Anteil der ungesättigten Monomeren (B) beträgt zweckmäßig 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtmasse.
Als Katalysatoren (C) sind die zur Polyesterherstellung üblichen Peroxyde üblicher Struktur geeignet, z. B.
solche, die in der DE-AS 15 44 673 genannt sind.
Als Inhibitoren kommen die üblichen Substanzen, wie Phenole, Hydrochinon oder dergleichen in Frage.
Geeignete anorganische Füllstoffe sind z. B. Carbonate des Calciums und/oder Magnesiums und/oder inerte
Silicate. Als organische Füllstoffe eignen sich z. B. Holzmehl und Cellulosepulver, jeweils allein oder im
Gemisch, wobei die anorganischen und organischen Füllstoffe auch gleichzeitig vorhanden sein können.
Wenn Verstärkerstoffe anwesend sind, können diese anorganischer oder organischer Natur sein. Als
Verstärkerstoffe können die Massen synthetische oder natürliche Fasern, wie Glas-, Polyamid-, Polyester-,
Baumwolle- und Cellulosefasern, Asbest und andere mineralische Faserstoffe, z. B. Steinwolle und Metalltitanate
enthalten, wobei Glasfasern und Polyamidfasern bevorzugt sind.
Der Gesamtanteil der Füll- und Verstärkerstoffe kann im allgemeinen 30 bis 85, vorzugsweise 50 bis 75
Gew.-% und derjenige der Verstärkerstoffe allein 5 bis 30, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf
die Gesamtmasse, betragen.
Als Farbstoffe und Pigmente werden — falls die Zugabe solcher Zusätze erwünscht wird — vorteilhaft
solche verwendet, die gegenüber Vergilbung, Verko-
kung und Vercrackung beständig sind, wie Zinksulfid,
Bariumsulfat, Titandioxyd, Eisenoxyd, Ruß sowie organische
Pigmente und Farbstoffe.
Die erfindungsgemäßen Formmassen haben den Vorteil, daß die darin enthaltenen Siloxane überraschenderweise
die Viskosität so stark erniedrigen, daß auch schon bei einer geringen Konzentration eine ausreichende
Viskositätserniedrigung erhalten wird. Bisher war es nämlich nicht möglich, Polyesterformmassen mit
derart geringen Konzentrationen an äußeren Gleitmitteln zu verarbeiten und die Viskosität auch schon mit
geringen Konzentrationen dieses Gleitmittels zu beeinflussen. Außerdem war es überraschend, daß das
erfindungsgemäße äußere Gleitmittel gleichzeitig die Funktion der Viskositätserniedrigung erfüllt Dies bringt
den Vorteil mit sich, daß im Gegensatz zu den bisher bekannten Formmassen auf der Basis von Polyesterharzen
keine zusätzlichen inneren Gleitmittel mehr erforderlich sind. Darüber hinaus verhält sich das
genannte Siloxan auch nachträglicher thermischer Belastung der Formteile in Luft völlig farbneutral. Dies
ist bei hell eingefärbten Formmassen von besonderer Bedeutung, da alle herkömmlichen äußeren und inneren
Gleitmittel bei höheren Temperaturen vercracken und zu Verfärbungen führen.
Die erfindungsgemäßen Formmassen eignen sich besonders für die Herstellung von elektrischen Bauteilen,
wie elektrischem Isoliermaterial, insbesondere Isolatoren, Schaltungsteilen und Schaltkammern. Ferner
lassen sich die Formmassen auf Grund ihrer guten Fertigungseigenschaften zur Herstellung von Wärmeisolationsmaterial,
Haushaltsgeräten, Beschlagteilen, Werkzeuggriffen, Herdleisten oder dergleichen verwenden.
In den folgenden Beispielen bedeuten T Gewichtsteile und % Gewichtsprozent.
1) 250 T eines kristallisierfähigen aufgeschmolzenen ungesättigten Polyesters, hergestellt aus 60 Mol-%
Maleinsäureanhydrid und 40 Mol-% Terephthalsäure
als Säurekomponente sowie 100 Mol-% Äthylenglykol mit einer Säurezahl von 35,10 T Benzoylperoxyd, 0,2 T
eines Siloxans (Kenndaten: Säurezahl 3,5, Verseifungs-
,0 zahl 220, Molekulargewicht 1180 und SiOrGehalt 23%),
20 T Diallylphthalat, 500 T gemahlener Kalkstein, 110 T
gemahlenes Kaolin und 100 T »volanisierte« (= mit Bindemitteln versehene) Kurzglasfasern werden in
einem Extruder bei 500C vermischt Die sich bildende
Masse wird kurzfristig bei Raumtemperatur eine halbe Stunde bis eine Stunde gelagert und nach Verfestigung
in einer Schlagkreuzmühle zermahlen.
Eigenschaften des Materials im gehärteten Zustand:
Biegefestigkeit, kg/cm2 650
Schlagzähigkeit, kgcm/cm2 4,5
Wärmeformbeständigkeit (nach Martens), "C 110
Dielektrischer Verlustfaktor, tan δ 0,006
2) 300 T eines ungesättigten Polyesters wie nach Beispiel 1), 1OT tert Butylperbenzoat 2 T eines Siloxans
(Kenndaten: Säurezahl 3,5, Verseifungszahl 220, Molekulargewicht
1180 und SiOz-Gehalt 23%), 2OT Diallylphthalat,
500 T gemahlener Kalkstein, 50 T gemahle-
jO nes Kaolin und 100 T »volanisierte« (= mit Bindemitteln
versehene) Kurzglasfasern werden in einem Extruder bei 500C vermischt. Die sich bildende Masse
wird kurzfristig bei Raumtemperatur eine halbe Stunde bis eine Stunde gelagert und nach Verfestigung in einer
j5 Schlagkreuzmühle zermahlen.
Claims (1)
1. Formmassen aus (A) ungesättigten Polyestern, (B) ungesättigten Monomeren, (C) Katalysatoren,
(D) gegebenenfalls Inhibitoren, anorganischen und/ oder organischen Füll- und/oder Verstärkerstoffen,
Farbstoffen und/oder Pigmenten und (E) äußeren und/oder inneren Gleitmitteln, dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Komponente (E) ein Siloxan der allgemeinen Formel
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