DE2639428A1 - FAST CRYSTALLIZING POLYESTER COMPOUNDS - Google Patents
FAST CRYSTALLIZING POLYESTER COMPOUNDSInfo
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Description
5090 Leverkusen, Bayerwerk Pv/AB5090 Leverkusen, Bayerwerk Pv / AB
Schnell kristallisierende PolyestermassenFast crystallizing polyester masses
Die vorliegende Erfindung betrifft hochkristalline, schnell kristallisierende thermoplastische Massen aus einem hochmolekularen Polyalkylenterephthalat und einem Sulfonsäureester. The present invention relates to highly crystalline, rapidly crystallizing thermoplastic compositions made from a high molecular weight Polyalkylene terephthalate and a sulfonic acid ester.
Polyalkylenterephthalate haben als Rohstoffe für die Herstellung von Fasern, Folien und Formkörpern beträchtliche Bedeutung erlangt. Aufgrund ihrer teilkristallinen Struktur besitzen sie hervorragende Eigenschaften, wie z.B. hohe Verschleißfestigkeit, günstiges Zeitstandverhalten und hohe Maßgenauigkeit, und sind daher für die Herstellung mechanisch und thermisch stark beanspruchter Formteile besonders gut geeignet. Eine zusätzliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften läßt sich durch Einarbeitung von Verstärkungsmaterialien, z.B. Glasfasern, erzielen (GB-PS 1 111 012, US-PS 3 368 995, DT-AS 2 042 447).Polyalkylene terephthalates have considerable raw materials for the production of fibers, films and moldings Gained importance. Due to their semi-crystalline structure, they have excellent properties, such as high Wear resistance, favorable creep behavior and high dimensional accuracy, and are therefore mechanical for production and molded parts subject to high thermal loads are particularly well suited. An additional improvement to the mechanical Properties can be achieved by incorporating reinforcing materials, e.g. glass fibers (GB-PS 1 111 012, U.S. Patent 3,368,995, DT-AS 2,042,447).
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Polyethylenterephthalat (PÄT) eignet sich aufgrund seiner speziellen physikalischen Eigenschaften besonders für die Herstellung von Faserprodukten und Folien, jedoch kaum zum Verspritzen, da dazu hohe Formtemperaturen (etwa 140 C) und relativ lange Preßzeiten erforderlich sind. Dieser schwerwiegende Nachteil verhindert den Spritzgußeinsatz von Polyethylenterephthalat trotz seiner hohen Steifigkeit und Wärmestandfestigkeit fast vollkommen.Polyethylene terephthalate (PÄT) is suitable because of its special physical properties especially for the production of fiber products and foils, but hardly for Injection molding, as this requires high mold temperatures (approx. 140 C) and relatively long pressing times. This serious one Disadvantage prevents the use of injection molding of polyethylene terephthalate despite its high rigidity and heat resistance almost perfect.
Polypropylenterephthalat (PPT) und Polybutylenterephthalat (PBT) erfordern aufgrund ihrer höheren Kristallisationsgeschwindigkeit zwar kürzere Preßzeiten und niedrigere Formtemperaturen (etwa 100 ), besitzen jedoch gegenüber PoIyäthylenterephthalat schlechtere physikalische Eigenschaften, insbesondere eine niedrigere Wärmestandfestigkeit.Polypropylene terephthalate (PPT) and polybutylene terephthalate (PBT) require due to their higher crystallization rate although shorter pressing times and lower mold temperatures (about 100), they have, however, compared to polyethylene terephthalate poorer physical properties, especially lower heat resistance.
Es hat nun nicht an Bemühungen gemangelt, Polykondensate zu schaffen, die die guten Eigenschaften sowohl des PoIyäthylenterephthalates als auch des Polypropylen- bzw. Polybutylenterephthalates in sich vereinigen. So ist z.B. bekannt, daß sich die Kristallisationsneigung des PoIyäthylenterephthalates durch Nukleierung mit feinteiligen, festen anorganischen Stoffen verbessern läßt (NL-PS 6 511 744).There has been no shortage of efforts to create polycondensates which have the good properties of both the polyethyleneterephthalate as well as the polypropylene or polybutylene terephthalate. E.g. known that the tendency of polyethyleneterephthalate to crystallize can be improved by nucleation with finely divided, solid inorganic substances (NL-PS 6 511 744).
Hohe Kristallinität gewährleistet Härte, Dimensionsstabilität und Formstabilität auch bei höheren Temperaturen. Diese hohe Kristallinität soll möglichst rasch erreicht werden, damit ein optimales Eigenschaftsniveau erhalten wird. Außerdem hängt von der Formstandzeit der Spritzzyklus ab, dessen Länge die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens mitbestimmt. Diese Zyklen sind selbst bei hohen Formtemperaturen zu lang und erschweren daher das Vordringen von PolyäthylenterephthalatHigh crystallinity ensures hardness, dimensional stability and dimensional stability even at higher temperatures. These high crystallinity should be achieved as quickly as possible so that an optimal level of properties is obtained. aside from that The injection cycle depends on the mold life, the length of which also determines the cost-effectiveness of the process. These cycles are too long even at high mold temperatures and therefore make it difficult for polyethylene terephthalate to penetrate
bei der Herstellung von Formkörpern durch Spritzguß.in the production of moldings by injection molding.
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Außerdem war es seit langem ein inniges Anliegen der Polyesterhersteller, auch andere Polyalkylenterephthalate mit erhöhter Kristallisationsgeschwindigkeit und höherer Kristallinität bereitzustellen.In addition, it has long been an intimate concern of polyester manufacturers, as well as other polyalkylene terephthalates with increased crystallization rate and higher crystallinity.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Polyalkylenterephthalate dann höhere Kristallinität und größere Kristallisationsgeschwindigkeit besitzen, wenn sie 0,5 Gew.-% Sulfonsäureester enthalten.It has now surprisingly been found that polyalkylene terephthalates then have higher crystallinity and greater crystallization rate if they are 0.5% by weight Contain sulfonic acid esters.
Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, den für die hohe Formstabilität erforderlichen Kristallinitätsgrad schneller zu erreichen und damit die Polyestermassen mit stark verkürzten Spritzzyklen zu verarbeiten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Polyestermassen besteht in der Absenkung der Formt'emperatur, ohne daß das gute Kristallisationsverhalten beeinträchtigt wird. Die Spritzgußmasse kühlt dadurch schneller ab, wodurch die Formstandzeit zusätzlich abgekürzt wird.The present invention makes it possible to achieve the degree of crystallinity required for high dimensional stability to be achieved more quickly and thus to process the polyester compounds with greatly reduced injection cycles. A Another advantage of the polyester compositions according to the invention is the lowering of the mold temperature without this good crystallization behavior is impaired. The injection molding compound cools down faster, which the mold life is also shortened.
Gegenstand der Erfindung sind hochkristalline, schnell kristallisierende thermoplastische Massen bestehend ausThe invention relates to highly crystalline, rapidly crystallizing thermoplastic compositions consisting of
a) 70 - 99,5, vorzugsweise 85 - 99,5 Gew.-% eines hochmolekularen Polyalkylenterephthalats mit einer Intrinsic-Viskosität von mindestens 0,6 dl/g, vorzugweise mindestens 0,8 dl/g (gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung in einem Phenol/Tetrachloräthan-Gemisch im Gewichtsverhältnisa) 70-99.5, preferably 85-99.5% by weight of a high molecular weight polyalkylene terephthalate with an intrinsic viscosity of at least 0.6 dl / g, preferably at least 0.8 dl / g (measured as a 0.5% by weight solution in one Phenol / tetrachloroethane mixture in weight ratio
1:1 bei 25°C) und1: 1 at 25 ° C) and
b) 0,5 - 30, vorzugsweise 0,5 - 15 Gew.-% Sulfonsäureester, der durch Umsetzung 1) eines Alkylsulfochlorids der Formelb) 0.5-30, preferably 0.5-15% by weight of sulfonic acid ester, by reacting 1) an alkyl sulfochloride of the formula
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R1 - CH_ - (CHR2) - CH0 R3 2 η 2R 1 - CH_ - (CHR 2 ) - CH 0 R 3 2 η 2
wobeiwhereby
1 7 ~ R , R und R1 7 ~ R, R and R
für H, Cl, SO2Cl undfor H, Cl, SO 2 Cl and
für ganze Zahlen von 3-33, vorzugsweise 10 - 16,stehen und das molare Verhältnis C/SO2C1 35 bis 1.25 beträgt,stand for integers from 3-33, preferably 10-16, and the molar ratio C / SO 2 C1 is 35 to 1.25,
2 ) mit äquivalenten Mengen einer Verbindung der Formel2) with equivalent amounts of a compound of the formula
HO-R4 (-C-0) -R5 HO-R 4 (-C-0) -R 5
(D(D
worin R4 wherein R 4
bedeuten,mean,
oderor
ein bivalenter aromatischer Rest, vorzugsweise ein Phenylenrest,mit 6-14 C-Atomen ein Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylresta divalent aromatic radical, preferably a phenylene radical, with 6-14 carbon atoms an alkyl, cycloalkyl or aryl radical
mit 1-20 C-Atomen und 0 oder 1with 1-20 carbon atoms and 0 or 1
-X-Z^-OH-X-Z ^ -OH
(H)(H)
wobeiwhereby R6,R7, R8 und R9 R 6 , R 7 , R 8 and R 9
gleich oder verschieden sind, und ein Wasserstoffatom, einen Alkylrest mit 1-4 C-Atomen, ein Chlor- oder Bromatom bedeuten undare identical or different, and a hydrogen atom, an alkyl radical with 1-4 C atoms, mean a chlorine or bromine atom and
eine Einfachbindung, einen Alkylen- oder Alkylidenrest mit 1-8 C-Atomen, einena single bond, an alkylene or alkylidene radical with 1-8 carbon atoms, a
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Cycloalkylen- oder Cycloalkylidenrest mit 5-15 C-Atomen, S, S, SO9,0 oderCycloalkylene or cycloalkylidene radical with 5-15 C atoms, S, S, SO 9 , 0 or
ist, erhältlich ist.is available.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung hochkristalliner, schnell kristallisierender thermoplastischer Massen, dadurch gekennzeichnet, daß man 70 - 99,5, vorzugsweise 85 - 99,5 Gew.-% eines hochmolekularen Polyalkylenterephthalats mit einer Intrinsic-viskosität von mindestens 0,6 dl/g, vorzugsweise mindestens 0,8 dl/g» (gemessen als O,5 gew.-%ige Lösung in einem Phenol/Tetrachloräthan-Gemisch im Gewichtsverhältnis 1:1 bei 25 C) und 0,5 - 30, vorzugsweise 0,5 - 15 Gew.-%feines Sulfonsäureesters, der auf die oben angegebene Weise erhältlich ist, mischt und in der Schmelze homogenisiert. Der Vorgang kann z.B. in der Mischschnecke erfolgen; die erstarrte Schmelze kann anschließend granuliert werden.Another object of the present invention is a process for the production of highly crystalline, rapidly crystallizing thermoplastic masses, characterized in that that 70-99.5, preferably 85-99.5 wt .-% of a high molecular weight polyalkylene terephthalate with an intrinsic viscosity of at least 0.6 dl / g, preferably at least 0.8 dl / g »(measured as 0.5% by weight Solution in a phenol / tetrachloroethane mixture in a weight ratio of 1: 1 at 25 C) and 0.5-30, preferably 0.5-15% by weight of fine sulfonic acid ester based on the above is obtainable, mixed and homogenized in the melt. The process can take place e.g. in the mixing screw take place; the solidified melt can then be granulated.
Ein weiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Sulfonsäureestern, die auf die oben angegebene Weise erhältlich sind, zur Erhöhung der Kristallisation und der Kristallisationsgeschwindigkeit von Polyalkylenterephthalaten.Another object of the present invention is Use of sulfonic acid esters based on the above Ways are available to increase the crystallization and the rate of crystallization of Polyalkylene terephthalates.
Die Dicarbonsäurekomponente des Polyalkylenterephthalats besteht aus Terephthalsäure, die bis zu 10 Mol-%, bezogen auf die Säurekomponente, durch andere aliphatischeThe dicarboxylic acid component of the polyalkylene terephthalate consists of terephthalic acid, which is up to 10 mol% on the acid component, by other aliphatic
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Dicarbonsäuren mit 6-14 C-Atomen, durch aliphatische Dicarbonsäuren mit 4-8 C-Atomen oder durch cycloaliphatische Dicarbonsäuren mit 8-12 C-Atomen ersetzt werden kann.Als Beispiele für solche Dicarbonsäuren seien Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, Diphenyl-4,4'-dicarbonsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Cyclohexandiessigsäure genannt.Dicarboxylic acids with 6-14 carbon atoms, by aliphatic dicarboxylic acids with 4-8 carbon atoms or by cycloaliphatic ones Dicarboxylic acids with 8-12 carbon atoms can be replaced. Examples of such dicarboxylic acids are Phthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, Diphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, Called cyclohexanediacetic acid.
Die Diolkomponente des Polyalkylenterephthalats, die aus Äthylenglykol, Propandiol-1,3, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6 oder Cyclohexandimethanol-1,4 besteht, kann bis zu 10 Mol-% durch andere aliphatische Diole mit 3-8 C-Atomen, cycloaliphatische Diole mit 6-15 C-Atomen oder aromatische Diole mit 6-21 C-Atomen ersetzt werden. Als Beispiele für geeignete Diole seien 3-Methylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-1,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3, 2,2-Diäthylpropandiol-1,3, Hexandiol-1, 3, 1,4-Di(ß-hydroxy-äthoxy)benzol, 2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl)propan, 2,4-Dihydroxy-1,1,3,3,-tetramethylcyclobutan, 2,2-bis(3-ß-hydroxyäthoxyphenyl)propan, 2,2-bis-(4-hydroxypropoxy-phenyl)propan aufgezählt.The diol component of the polyalkylene terephthalate, which consists of Ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol or 1,4-cyclohexanedimethanol, can be up to 10 mol% through other aliphatic diols with 3-8 carbon atoms, cycloaliphatic diols with 6-15 carbon atoms or aromatic diols with 6-21 carbon atoms can be replaced. Examples of suitable diols are 3-methylpentanediol-2,4, 2-methylpentanediol-1,4, 2,2,4-trimethylpentanediol-1,3, 2,2-diethylpropanediol-1,3, hexanediol-1,3, 1,4-di (ß-hydroxy-ethoxy) benzene, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 2,4-dihydroxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutane, 2,2-bis (3-ß-hydroxyethoxyphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydroxypropoxyphenyl) propane are listed.
Selbstverständlich können die Polyalkylenterephthalate durch drei oder vierwertige Alkohole oder drei oder vierbasische Säuren verzweigt werden, wie dies z.B. in der DT-OS 1 900 270 (= US-PS 3 692 744) beschrieben ist. Geeignete Verzweigungsmittel sind z.B. Trimesinsäure, Pyromellitsäure, Trimethylolpropan und -äthan, Pentaerythrit. Es ist empfehlenswert, nicht mehr als 1 Mol-%, bezogen auf die Säurekomponente, Verzweigungsmittel einzusetzen.Of course, the polyalkylene terephthalates can be replaced by tri or tetravalent alcohols or three or tetrasic acids are branched, as described, for example, in DT-OS 1 900 270 (= US Pat. No. 3,692,744) is. Suitable branching agents are e.g. trimesic acid, pyromellitic acid, trimethylolpropane and -ethane, Pentaerythritol. It is advisable not to use more than 1 mol%, based on the acid component, of branching agent to use.
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Die Polyalkylenterephthalate lassen sich auf an sich bekannte Weise herstellen, indem manThe polyalkylene terephthalates can be prepared in a manner known per se by
a) Terephthalsäure und/oder die entsprechenden Dialkylterephthalate, vorzugsweise die Dimethylester, mit 1,05 bis 5,0, vorzugsweise 1,4 - 3,6, Mol der Diole, bezogen auf 1 Mol Dicarbonsäurekomponente, und gegebenenfalls das Verzweigungsmittel in Gegenwart von Veresterungs- und/oder Umesterungskatalysatoren verestert bzw. umestert unda) terephthalic acid and / or the corresponding dialkyl terephthalates, preferably the dimethyl esters, with 1.05 to 5.0, preferably 1.4-3.6, moles of the diols, based on 1 mole of dicarboxylic acid component, and optionally the branching agent in the presence of esterification and / or transesterification catalysts esterified or transesterified and
b) die so erhaltenen Reaktionsprodukte in Gegenwart von Polykondensationskatalysatoren zwischen 200 und 320 C unter vermindertem Druck ( -£ 1 Torr) polykondensiert.b) the reaction products thus obtained in the presence of polycondensation catalysts polycondensed between 200 and 320 C under reduced pressure (- £ 1 Torr).
Sowohl der erste (a) als auch der zweite Schritt (b) der Kondensation wird in Gegenwart von Katalysatoren ausgeführt, wie sie z.B. bei R.E. Wilfong in J. Polym. Sei. _54_, 385 (1961) beschrieben sind. Einige dieser Katalysatoren sind wirksamere Beschleuniger für die Veresterungsreaktion A, andere für die Polykondensation B, während wieder andere ziemlich wirksame Katalysatoren für beides sind (C).Both the first (a) and the second (b) step of the condensation is carried out in the presence of catalysts such as those described in R.E. Wilfong in J. Polym. May be. _54_, 385 (1961). Some of these catalysts are more effective accelerators for esterification reaction A, others for polycondensation B, while still others are quite effective catalysts for both (C).
Zu den Katalysatoren, welche für die Beschleunigung der 1· Reaktionsstufe geeignet sind (A), zählenThe catalysts which are suitable for accelerating the 1 · reaction stage (A) include
1. Lithium, Natrium, Kalium, Calcium, Strontium, Bor als Metalle, Oxide, Hydride, Formiate, Acetate, Alkoholate oder Glykolate;1. Lithium, sodium, potassium, calcium, strontium, boron as Metals, oxides, hydrides, formates, acetates, alcoholates or glycolates;
2. Calcium- und Strontiumchloride und -bromide2. Calcium and strontium chlorides and bromides
3. tertiäre Amine;3. tertiary amines;
4. Calcium- und Strontiummalonate, -adipate, -benzoate etc.;4. Calcium and strontium malonates, adipates, benzoates, etc .;
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5. Lithiumsalze von Dithiocarbaminsäuren·5. Lithium salts of dithiocarbamic acids
Zur Katalyse des Polykondensationsschrittes geeignete Katalysatoren (B) sind z.B.Catalysts (B) suitable for catalyzing the polycondensation step are e.g.
1. Molybdän, Germanium, Blei, Zinn, Antimon als Metalle, Oxide, Hydride, Pormiate, Alkoholate oder Glykolate;1. Molybdenum, germanium, lead, tin, antimony as metals, oxides, hydrides, pormates, alcoholates or glycolates;
2. Zink- und Bleiperborate und - borate;2. zinc and lead perborates and borates;
3. Zink-, Mangan(II)-, Kobalt-, Magnesium-, Chrom-, Eisen- und Cadmiumsuccinate, -butyrate, -adipate oder -enolate eines Diketons;3. Zinc, manganese (II), cobalt, magnesium, chromium, iron and cadmium succinates, butyrates, adipates or enolates a diketone;
4. Zinkchlorid und -bromid;4. zinc chloride and bromide;
5. Lanthandioxid und -titanat;5. Lanthanum dioxide and titanate;
6. Neodymchlorid;6. neodymium chloride;
7. gemischte Salze des Antimons, wie z.B. Kaliumantimontartrat, und Salze von Antimonsäuren, wie Kaliumpyroantimonat;7. mixed salts of antimony such as potassium antimony tartrate and salts of antimonic acids such as potassium pyroantimonate;
8. Zink- oder Mangansalze von Dithiocarbamid-Säuren;8. zinc or manganese salts of dithiocarbamic acids;
9. Kobaldnaphthenat;9. cobalt naphthenate;
10. Titantetrafluorid oder -tetrachlorid;10. titanium tetrafluoride or tetrachloride;
11. Alkylorthotitanate;11. alkyl orthotitanates;
12. Titantetrachlorid-Ätherkomplexe;12. Titanium tetrachloride ether complexes;
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13. quartäre Ammoniumsalze, die einen Titanhexaalkoxy-Rest tragen; Titantetraalkoxide, Alkali- oder Erdalkalimetall verb indungen von Aluminium-, Zirkon-, oder Titanalkoxiden; 13. Quaternary ammonium salts containing a titanium hexaalkoxy radical wear; Titanium tetraalkoxides, alkali or alkaline earth metal compounds of aluminum, zirconium, or titanium alkoxides;
14. organische quartäre Ammonium-, Sulfonium-, Phosphonium- und Oxoniumhydroxide und -Salze;14.Organic quaternary ammonium, sulfonium, phosphonium and oxonium hydroxides and salts;
15. Bariummalonat, -adipat, -benzoat etc.15. Barium malonate, adipate, benzoate etc.
16. Blei-, Zink-, Cadmium- oder Mangansalze des Monoalkylesters einer Phenylendicarbonsäure;16. Lead, zinc, cadmium or manganese salts of the monoalkyl ester of a phenylenedicarboxylic acid;
17. Antimon-Katechin-Komplexe mit einem Aminoalkohol oder mit einem Amin und einem Alkohol;17. Antimony-catechin complexes with an amino alcohol or with an amine and an alcohol;
18. ürantrioxid, -tetrahalogenid, -nitrat, -sulfat, -acetat.18. uranium trioxide, tetrahalide, nitrate, sulfate, acetate.
Zur Beschleunigung beider Reaktionsschritte geeignete Katalysatoren C sind z.B.Suitable catalysts to accelerate both reaction steps C are e.g.
1. Barium, Magnesium, Zink, Cadmium, Aluminium, Mangan, Kobald als Metalle, Oxide, Hydride, Formiate, Alkoholate, Glykolate, vorzugsweise Acetate;1.Barium, magnesium, zinc, cadmium, aluminum, manganese, cobalt as metals, oxides, hydrides, formates, alcoholates, Glycolates, preferably acetates;
2. Aluminiumchlorid und -bromid;2. aluminum chloride and bromide;
3. Zink-, Mangan(II)-, Kobalt-, Magnesium-, Chrom-, Eisen- und Cadmiumsuccinate, -butyrate, -adipate oder -enolate eines Diketons.3. Zinc, manganese (II), cobalt, magnesium, chromium, iron and cadmium succinates, butyrates, adipates or enolates of a diketone.
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Die als Katalysatoren A geeignetsten Verbindungen sind Ca-, Zn-, Mn-Salze, insbesondere als Acetate.The compounds most suitable as catalysts A are Ca, Zn, Mn salts, in particular as acetates.
Die geeignetsten Katalysatoren B sind die Verbindungen des Zinks, Mangans, Kobalts, Antimons, Germaniums, Titans und Zinns, wie z. B. Zink- und Manganacetat, Antimontrioxid, -trichlorid, -triacetat, Germaniumdioxid und -tetrachlorid.The most suitable catalysts B are the compounds of zinc, manganese, cobalt, antimony, germanium, titanium and Tin, such as B. zinc and manganese acetate, antimony trioxide, trichloride, triacetate, germanium dioxide and tetrachloride.
Die geeignetsten Katalysatoren C sind insbesondere Titanverbindungen wie z. B. Tetraalkyltitansaureester mit Alkylgruppen mit 1-10 C-Atomen wie Tetraisopropyltitanat und Tetrabutyltitanat.The most suitable catalysts C are, in particular, titanium compounds such as B. Tetraalkyltitanic acid esters with alkyl groups with 1-10 carbon atoms such as tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate.
Die Katalysatoren werden in Mengen von O,001 bis 0,2 Gew,-% bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente, eingesetzt.The catalysts are used in amounts of 0.001 to 0.2% by weight based on the dicarboxylic acid component used.
Danach werden zur Inhibierung der Katalysatoren nach Beendigung des 1. Reaktionsschrittes und zur Erhöhung der Stabilität des Endprodukts Inhibitoren zugefügt, wie sie z.B. bei H. Ludewig, Polyesterfasern, 2. Aufl., Akademie-Verlag, Berlin 1974 beschrieben sind. Beispiele solcher Inhibitoren sind Phosphorsäure, phosphorige Säure und deren aliphatische, aromatische oder araliphatische Ester, z.B. Alkylester mit 6 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkomponente, Phenylester, deren Phenylreste gegebenenfalls mit 1-3 Substituenten mit 6 bis 18 C-Atomen substituiert sind, wie Trinonylphenyl-, Dodecylphenyl- oder Triphenylphosphat. Diese Inhibitoren werden gewöhnlich in Mengen von 0,01 bis 0,6 Gew.-%, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente, eingesetzt.Thereafter, to inhibit the catalysts after completion of the 1st reaction step and to increase the stability Inhibitors added to the end product, such as those found in H. Ludewig, polyester fibers, 2nd edition, Akademie-Verlag, Berlin 1974 are described. Examples of such inhibitors are phosphoric acid, phosphorous acid and their aliphatic, aromatic or araliphatic esters, e.g. alkyl esters with 6 to 18 carbon atoms in the alcohol component, phenyl esters, whose phenyl radicals are optionally substituted by 1-3 substituents with 6 to 18 carbon atoms, such as trinonylphenyl, Dodecylphenyl or triphenyl phosphate. These inhibitors are usually used in amounts of 0.01 to 0.6% by weight, based on the dicarboxylic acid component used.
Zur Erzielung eines noch höheren Molekulargewichts kann man die Polyalkylenterephthalate einer Feststoffpolykondensation unterwerfen. Gewöhnlich wird dabei das granulierte ProduktTo achieve an even higher molecular weight, the polyalkylene terephthalates can be a solid polycondensation subject. Usually the granulated product is used
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im Stickstoffstrom oder im Vakuum bei einem Druck unter 1 Torr und einer Temperatur, die 60 - 6°C unterhalb des Polymerschmelzpunktes liegt, in fester Phase polykondensiert.in a stream of nitrogen or in vacuo at a pressure below 1 Torr and a temperature which is 60 - 6 ° C below the Polymer melting point is, polycondensed in the solid phase.
Für die Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Sulfonsäureester bevorzugt geeignete Alkylsulfochloride enthalten 1-4, vorzugsweise 1-2, über die Kohlenwasserstoffkette statistisch oder regelmäßig verteilte -SO2- Cl-Gruppen. Zur Umsetzung mit diesen Alkylsulfochloriden geeignete Phenole I sind z. B. Phenyl-, Diphenyl- und Naphthylderivate, oder Bisphenole II sind z. B.Alkyl sulfochlorides which are preferably suitable for the preparation of the sulfonic acid esters to be used according to the invention contain 1-4, preferably 1-2, —SO 2 —Cl groups distributed statistically or regularly over the hydrocarbon chain. Phenols I suitable for reaction with these alkyl sulfochlorides are, for. B. phenyl, diphenyl and naphthyl derivatives, or bisphenols II are z. B.
Hydrochinon,Hydroquinone,
Resorcin,Resorcinol,
DihydroxydiphenylDihydroxydiphenyl
Bis-(hydroxyphenyl)-alkane.Bis (hydroxyphenyl) alkanes.
Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide Bis-(hydroxyphenyl)-äther, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, oC , cL -Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropyl-benzoleBis (hydroxyphenyl) cycloalkanes, bis (hydroxyphenyl) sulfides Bis (hydroxyphenyl) ethers, bis (hydroxyphenyl) sulfoxides, bis (hydroxyphenyl) sulfones, oC, cL -Bis- (hydroxyphenyl) -diisopropyl-benzenes
sowie deren kernalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen.and their ring-alkylated and ring-halogenated compounds.
Die Sulfonsäureester werden durch Umsetzung von Alkylsulfo " Chloriden mit Phenolen bzw. Phenolderivaten oder Bisphenolen in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, vorwiegend Pyridin oder Natronlauge (Phenolat), erhalten (vgl. DTPS 849 107, 849 120).The sulfonic acid esters are made by reacting alkyl sulfo " Chlorides with phenols or phenol derivatives or bisphenols in the presence of an acid-binding agent, predominantly Pyridine or sodium hydroxide solution (phenolate), obtained (cf. DTPS 849 107, 849 120).
Sie haben in der Regel ein Molekulargewicht von 220 bis 2000. ;They usually have a molecular weight of 220 to 2000.;
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Beispiele für geeignete Sulfonsäureester sind (C12~Ci 8)"Alkylsulfonsäure-p-phenylester (C.„-Cjg)-Alklyl-di(sulfonsäure-p-phenylester) (C1 2"^S ) ~Alkyl-sulfonsäure-p-phenyl-octyl-esterExamples of suitable sulfonic acid esters are (C 1 2 ~ Ci 8) "alkylsulfonic acid p-phenyl ester (C." - Cjg) -Alklyl-di (sulfonic acid p-phenyl ester) (C 1 2 "^ S) ~ alkyl-sulfonic acid- p-phenyl-octyl ester
(C- -J-G)Q) -Alkyl-sulfonsäure-p-hydroxybenzoesäure-isobutylester(C- -J-G) Q) -Alkyl-sulfonic acid-p-hydroxybenzoic acid-isobutyl ester
2,2-Bis-((C 2-C^]8)~alkylsulfonsäure-4-phenylester) propan2,2-bis - ((C 2 -C ^] 8) ~ al kylsulfonsäure-4-phenyl) propane
2, 2-BiS-C(C. 2~C18^ -alkylsulf onsäure-3,5-dichlor-4-phenylester)propan. 2,2-BiS-C (C. 2 ~ C 18 ^ -alkylsulphonic acid-3,5-dichloro-4-phenyl ester) propane.
Die1 Herstellung der Mischung von Polyesterharz und Sulfonsäureester kann auf handelsüblichen Mischgeräten durchgeführt werden. Als solche eignen sich Kneter, Einwellen- und Zweiwellenextruder- Für die weitere Verarbeitung kann dieThe 1 preparation of the mixture of polyester resin and sulfonic acid ester can be carried out on commercially available mixing devices. Kneaders, single-screw and twin-screw extruders are suitable as such
erhaltene Mischung nach dem Erstarren der Schmelze granuliert werden. Auch hier kann sich eine Festphasennachkondensation anschließen.obtained mixture can be granulated after solidification of the melt. Solid-phase post-condensation can also occur here connect.
Zum Schutz gegen thermooxydativen Abbau können den Copolyestern die üblichen Mengen, vorzugsweise O,001 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die ungefüllten und unverstärkten Copolyester, Stabilisatoren zugesetzt werden. Als solche eignen sich beispielsweise Phenole und Phenolderivate, vorzugsweise sterisch gehinderte Phenole, die in beiden o-Stellungen zur phenolischen Hydroxygruppe Alkylsubstituenten mit 1-6 C-Atomen enthalten, Amine, vorzugsweise sekundäre Arylamine und ihre Derivate, Phosphate und Phosphite, vorzugsweise deren Arylderivate, Chinone, Kupfersalze organischer Säuren, Anlagerungsverbindungen von Kupfer-(I)-halogeniden an Phosphite, wie z.B. 4,4l-Bis-(2,6-di-tert.-butylphenol), 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol, 4,4'-Butyliden-bis-(6-tert.-butyl-m-kresol), 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxy-benzyl-phosphonsäurediäthyl-To protect against thermo-oxidative degradation, the usual amounts, preferably 0.001 to 0.5% by weight, based on the unfilled and unreinforced copolyesters, of stabilizers can be added to the copolyesters. Suitable as such are, for example, phenols and phenol derivatives, preferably sterically hindered phenols which contain alkyl substituents with 1-6 carbon atoms in both o-positions to the phenolic hydroxyl group, amines, preferably secondary arylamines and their derivatives, phosphates and phosphites, preferably their aryl derivatives, Quinones, copper salts of organic acids, addition compounds of copper (I) halides to phosphites, such as 4.4 l -bis (2,6-di-tert-butylphenol), 1,3,5-trimethyl-2, 4,6-tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -benzene, 4,4'-butylidene-bis- (6-tert-butyl-m-cresol), 3,5 -Di-tert-butyl-4-hydroxy-benzyl-phosphonic acid diethyl-
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ester, Ν,Ν'-Bis- (ß-naphthyl) -p-phenylendiamin, N,N'-Bis-(1-methylheptyl)-p-phenylendiamin, Phenyl-ß-naphthalamin, 4,4'-Bis-(.^. , >Ju,-dimethylbenzy 1) -diphenylamin, 1,3,5-Tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamoyl)-hexahydro -s-triazin, Hydrochinon, p-Benzochinon, Toluhydrochinon, p-tert.-Butylbenzcatechin, Chloranil, Naphthochinon, Kupfernaphthenat, Kupferoctoat, Cu(I)Cl/ Triphenylphosphat, CU(I)Cl/Trimethylphosphit, Cu(I)Cl/ Trischloräthylphosphit, CU(I)Cl/Tripropylphosphit, p-Nitrosodimethylanilin.ester, Ν, Ν'-bis- (ß-naphthyl) -p-phenylenediamine, N, N'-bis- (1-methylheptyl) -p-phenylenediamine, phenyl-ß-naphthalamine, 4,4'-bis- ( . ^., > Ju, -dimethylbenzy 1) -diphenylamine, 1,3,5-tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamoyl) -hexahydro-s-triazine, hydroquinone, p -Benzoquinone, toluhydroquinone, p-tert-butylbenzcatechol, chloranil, naphthoquinone, copper naphthenate, copper octoate, Cu (I) Cl / triphenyl phosphate, CU (I) Cl / trimethyl phosphite, Cu (I) Cl / trischloroethyl phosphite, CU (I) Tripropyl phosphite, p-nitrosodimethylaniline.
Die erfindungsgemäßen Polyestermassen können mit Verstärkungsstoffen verstärkt werden. Als Verstärkungsstoff es haben sich Metalle, Silikate, Kohlenstoff, Glas vornehmlich in Form von Fasern, Geweben oder Matten bewährt. Bevorzugtes Verstärkungsmaterial sind Glasfasern.The polyester compositions according to the invention can be reinforced with reinforcing materials be reinforced. Metals, silicates, carbon and glass are mainly used as reinforcing materials in the form of fibers, fabrics or mats. Glass fibers are the preferred reinforcing material.
Außerdem können, falls erwünscht, anorganische oder organische Pigmente, Farbstoffe, Gleit- und Trennmittel wie Zinkstearat, Montanwachse, UV-Absorber usw. in üblichen Mengen zugeschlagen werden.In addition, if desired, inorganic or organic pigments, dyes, lubricants and release agents such as Zinc stearate, montan waxes, UV absorbers, etc. are added in the usual amounts.
Um flammwidrige Produkte zu erhalten, werden 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Formmasse, an sich bekannter Flammschutzmittel z.B. halogenhaltige Verbindungen, elementarer Phosphor oder Phosphorverbindungen, Phosphor-Stickstoff-Verbindungen, Antimontrioxid oder aber Mischungen dieser Substanzen, vorzugsweise Antimontrioxid, Decarbrombiphenyläther und Tetrabrombisphenol-A-polycarbonat zugesetzt. In order to obtain flame-retardant products, 2 to 20% by weight, based on the molding composition, of flame retardants known per se are used e.g. halogen-containing compounds, elemental phosphorus or phosphorus compounds, phosphorus-nitrogen compounds, Antimony trioxide or mixtures of these substances, preferably antimony trioxide, decarbromobiphenyl ether and added tetrabromobisphenol A polycarbonate.
Die Kristallisationsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Polyesterspritzgußmassen kann durch Zusatz von 0,01 bis 1The rate of crystallization of the polyester injection molding compositions according to the invention can be adjusted by adding from 0.01 to 1
Le A 17 403 - 13 -Le A 17 403 - 13 -
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Gew.-%, bezogen auf die ungefüllten und unverstärkten Polyester, Nukleiermittel noch gesteigert werden. Als solche eignen sich die dem Fachmann bekannten Verbindungen wie sie z.B. im Kunststoff-Handbuch, Band VIII, "Polyester", Carl Hanser Verlag, München, 1973, Seite 701, beschrieben sind.% By weight, based on the unfilled and unreinforced Polyester, nucleating agents can be increased. The compounds known to the person skilled in the art are suitable as such as described, for example, in the Kunststoff-Handbuch, Volume VIII, "Polyester", Carl Hanser Verlag, Munich, 1973, page 701 are.
Die erfindungsgemäßen Polyesterrcassen sind ausgezeichnete Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Formkörpern aller Art durch Spritzguß.The polyester breeds according to the invention are excellent Starting materials for the production of moldings of all kinds by injection molding.
Tabelle 1 gibt die Formstand- sowie Gesamtspritzzykluszeiten einiger erfindungsgemäßer Polyesterharzmassen auf Basis PÄT und Alkylsulfonsäurephenylester (Beispiel 1 - 15) im Vergleich zum nicht modifizierten Polyäthylenterephthalat an.Table 1 gives the mold stand and total injection cycle times some inventive polyester resin compositions based on PÄT and phenyl alkylsulfonate (Examples 1-15) in comparison to the unmodified polyethylene terephthalate.
Le A 17 403 - 14 ■ Le A 17 403-14 ■
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ο coο co
OO CD CDOO CD CD
^J CO^ J CO
Le A 17 403Le A17 403
- 15 -- 15 -
OOO
O
Alkylsulfonsäureester ^Alkyl sulfonic acid esters ^
Le A 17 403Le A17 403
- 1ό -- 1ό -
jj
j
ίί 8
ί
j 30
iI.
j 30
i
CDOO
CD
Le A 17 403Le A17 403
- 17 -- 17 -
CD NJCD NJ
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