DE2701725C2

DE2701725C2 - Thermoplastische Polycarbonat-Formmassen mit verbesserter Entformbarkeit

Info

Publication number: DE2701725C2
Application number: DE2701725A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr. Adelmann; Dieter Dr. Margotte; Werner Dr. 4150 Krefeld Nouvertné; Hugo Dr. Vernaleken
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1977-01-18
Filing date: 1977-01-18
Publication date: 1983-11-10
Also published as: GB1516064A; JPS5923347B2; IT1115831B; FR2377435A2; FR2377435B2; DE2701725A1; JPS5390362A

Description

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Gegenstand des Hauptpatents 25 07 748 sind thermoplastische Formmassen aus hochmolekularen, thermoplastischen aromatischen Polycarbonaten auf Basis aromatischer Dihydroxyverbindungen mit einem Gehalt von 0,01 bis 0.1 Gew.-% eines Esters aus gesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und 4- bis öwertigen Alkoholen. Gemäß dem Hauptpatent sind hierunter solche Ester zu verstehen, die aus der vollständigen Veresterung der 4 bis 6 OH-Gruppen der Alkohole mit einer oder mehr als einer der in Frage kommenden Cio- bis C^-Carbonsäuren resultieren.

In Weiterentwicklung des Gegenstandes des Hauptpatents 25 07 748 wurde nun gefunden, daß auch Teilester der 4 bis 6 OH-Gruppen-haltigen Alkohole mit m Cio- bis CarCarbonsäuren als Entformungsmittel wirksam sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit tfcermoplastische Formmassen aus hochmolekularen thermoplastischen Polycarbonaten auf Basis aromatischer Dihydroxyverbindungen mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,1 Gew.-% eines Esters aus gesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und 4- bis öwertigen Alkoholen gemäß Hauptpatent 25 07 748, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Ester ein Teilester ist.

Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Formniassen zeichnen sich durch eine hervorragende Entformbarkeit aus, wobei ein besonderer Vorteil darin besteht, daß die Entformung in einem sehr breiten Temperaturbereich erfolgen kann. Dadurch werden die Spritzzyklen unabhängig von Temperaturschwankungen im Spritzwerkzeug, was für die Kunststoff-Verarbeiter ein großer Vorteil ist.

Die mechanischen und die Dauergebrauchseigen- >< > schäften der gemäß der vorliegenden Erfindung leicht entformbar eingestellten Polycarbonate sind identisch mit denen der reinen Polycarbonate. Auch durch längere Temperaturbelastungen (130° C über 300 h lang) wird kein Abfall der mechanischen Eigenschaften und kein Molekulargewichtsabbau beobachtet.

Aromatische Polycarbonate im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die gemäß Hauptpatent 25 07 748 definierten.

Die erfindungsgemäß geeigneten Teilester aus bo gesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und 4- bis 6wertigen Alkoholen sind solche, die durch Veresterung von mindestens einer OH-Gruppe der 4- bis öwertigen Alkohole gebildet werden, vorzugsweise geeignete Teilester sind solche, die nicht b5 mehr als 2 unveresterte OH-Gruppen, insbesondere nicht mehr als eine unveresterte OH-Gruppe enthalten.

Als aliphatische Carbonsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen kommen vor allem Mono-Cio- bis Cio-Carbonsäuren in Betracht, insbesondere die in der DE-PS 25 07 748 aufgeführten^

Bis zu 50 Carboxyl-Aquivalente der einzusetzenden Mono-Carbonsäuren lassen sich durch »Carboxyl-Aquivalente« aus aliphatischen Polycarbonsäuren, insbesondere aus aliphatischen Dicarbonsäuren ersetzen. Geeignete Polycarbonsäuren, insbesondere Dicarbonsäuren, sind insbesondere die in der Patentschrift 25 07 748 aufgeführten.

Neben oder anstelle der erfindungsgemäß mit einsetzbaren aliphatischen Q₀- bis Caj-Polycarbonsäuren können andere Polycarbonsäuren für die Herstellung der erfindungsgemäß geeigneten Teilester eingesetzt werden, und zwar sowohl andere aliphatische Polycarbonsäuren, wie etwa Adipinsäure, als auch aromatische Polycarbonsäuren, wie etwa Trimesinsäure.

Geeignete 4- bis öwertige Alkohole sind insbesondere die in der DE-PS 25 07 748 genannten.

Erfindungsgemäß geeignete Teilester sind beispielsweise Pentaerythrit-di-stearat. Pentaerythrit-tri-stearat, Pentaerythrit-mono, di- und tri-palmitat, Mesoerythrittri-laurat, Xylit-di-, tri- und tetra-stearat, Xylit-di-, tri- und tetra-tridecansäureester, So.-bit-tri, tetra- und penta-stearat und Sorbit-tri, tetra- und penta-monodecansäureester. Es können auch Gemische, insbesondere statistische Gemische der erfindungsgemäß geeigneten Teilester eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß geeignete Teilester, die unter Einbeziehung von aliphatischen Polycarbonsäuren hergestellt sind, sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte aus einem MoI Pentaerythrit mit 24 Mol Stearinsäure und 0,25 MoI Sebacinsäure oder beispielsweise aus einem Mol Sorbit mit 3 Mol Mono-decansäure und '/2 Mol Thapsisäure.

Die erfindungsgemäß geeigneten, unter Einbeziehung von Polycarbonsäuren hergestellten Teilester sollen vorzugsweise mittlere Zahlenmittelmolekulargewicht Mn von weniger als 5000, insbesondere von weniger als 3000 haben.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Carbonsäureester werden nach üblichen Verfahren, beispielsweise nach dem Einhorn-Verfahren mittels Pyridin als säurebindendem Agenz aus Alkohol und Säurechlorid in einem inerten Lösungsmittel, oder in der Schmelze aus Alkohol und Säure mit oder ohne Veresterungskatalysator, wie z. B. p-ToluoIsulfonsäure, hergestellt. Die Veresterung erfolgt bei 200 bis 250°C. Solche Verfahren sind z. B. beschrieben in »Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie«, Georg Thiemc Verlag, Stuttgart. 1952.4. Auflage. Bd. VIII.S. 516 ff.

Die Einarbeitung der erfindungsgemäß zu verwendenden Carbonsäureester in die hochmolekularen, thermoplastischen Polycarbonate erfolgt gemäß Hauptpatent 25 07 748.

Der Zusatz der erfindungsgemäß zu verwendenden Ester macht sich weder in der Transparenz noch in der Farbe nachteilig bemerkbar. Dem Polycarbonat können ggf. noch Farbstoff, Pigmente, Stabilisatoren, Flammschutzmittel oder Füllstoffe wie Glasfasern zugesetzt werden, ohne daß dadurch die Wirksamkeit des Entformungsmittels beeinträchtigt wird.

Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Polycarbonat-Formmassen finden gemäß Hauptpatent 25 07 748 Anwendung.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Ester wird anhand der bei der Entformung von Spritzgußmassen benötigten Entformungskräftegemes-

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sen. Diese werden in den folgenden Beispielen dadurch gemessen, daß man den in dem Ölzylinder des Auswerfersystems bei der Entformung aufbauenden Druck über ein optisches und gleichzeitig schreibendes Anzeigegerät sichtbar macht

Folgende Beispiele sollen den Erfindungsgegenstand näher erläutern:

I. Das verwendete aromatische Polycarbonat A entspricht dem Polycarbonat A des Hauptpatents 25 07 748.

II. Die verwendeten Carbonsäureester

Polycarbonat A in einer Trommel bei Raumtemperatur aufgetrudelt, anschließend über einen Extruder bei 280° C zu einem Strang extrudiert und granuliert Das Entformungsverhalten wird wie angegeben geprüft Die Eigenschaften sind in den Tabellen 1 und 2 beschrieben.

Beispiel 2

0.1 kg Eniformungsmittel K. werden auf 993 kg Poiycarbonat A in einer Trommel bei Raumtemperatur aufgetrudelt anschließend über einen Extruder bei 280° C zu einem Strang extrudiert und granuliert Das Entformungsverhalten wird wie beschrieben geprüft Die Eigenschaften sind in den Tabellen 1 und 2 beschrieben.

Vergleichsbeispiel i

0,1 kg Entformungsmitte! H werden auf 993 kg Polycarbonat A in einer Trommel bei Raumtemperatur aufgetrudelt anschließend über einen Extruder bei 280° C zu einem Strang extrudiert und granuliert Das Entformungsverhaiten wird wie angegeben geprüft. Die Eigenschaften sind in den Tabellen 1 und 2 beschrieben.

Beispiel 3

Herstellung gemäß Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß 0,01 kg Entformungsmittel J und 99,99 kg Polycarbonat A eingesetzt werden.

Seispiel 4

Herstellung gemäß Beispiel 2, mit dem Unterschied, daß 0,01 kg Entformungsmittel K und 99,99 kg Polycarbonat A eingesetzt werden.

Tabelle 1

J) Pentaerythrit-tristearat, Schmelzbereich 65 bis 72° C

Herstellung:

6.83 kg (24 Mol) Stearinsäure werden in einem Kessel bei ca. 80⁰C aufgeschmolzen. Unter Rühren und unter leichter Stickstoffatmosphäre werden 1,09 kg (8 Moi/Pentaerythrit zugegeben. Innerhalb von 6 Stunden wird dann auf 220⁰C aufgeheizt. Die Reaktionsmischung wird ca. 20 Stunden auf 220⁰C gehalten. Während dieser Zeit wird das abgespaltene Wasser mit dem Stickstoffstrom herausgetrieben. Die Reaktion wird so lange fortgeführt, bis die Säurezahl konstant bleibt (unter 5). Um das Pentaerythritstearat in eine dosierfähige Form zu bringen, wird die Schmelze über eine Abschuppvorrichtung dem Kessel entnommen. Schmelzbereich ca. 65 bis 7?° C, Säurezahl unter 5, OH-Zahl 60 (entspricht ca. 1,8% OH).

K) Ester aus einem Mol r'etitaerythrit, 2,4 Mol Stearinsäure und 03 MoI Dodecano.säure.
Die Herstellung erfolgt analog der Herstellung von Pentaerythrit-tri-stearat.

Schmelzbereich etwa 60 bis 65°C; Säurezahl unter 5, OH-Zahl 55 (entspricht etwa 1,8% OH).

H) (Vergleichsbeispiel) Triglycerid mit Säureresten der Palmitinsäure, Stearinsäure und Myristinsäure im Verhältnis J :1 :0,1, Schmelzpunkt 48° C. (Vergl. DE-OS 20 64 095 und DE-PS 25 07 748.)
Das Entformungsverhalten des Polycarbonats A sowie der Formmassen der Beispiele 1 bis 4 und des Vergleichsbeispiels I wird an einem konischen Zylinder von 35 mm Länge und den Durchmessern von 40 und 42 mm mit einer Wandstärke von 2 mm durch das Messen des sich im Auswerfersystem aufbauenden Druckes geprüft. Die Entformungsdrucke und Temperaturen werden in Tabelle 1 angegeben.

Die aus den Polycarbonatmassen bei 270°C gespritzten Formteile haben die in der Tabelle 2 beschriebenen Eigenschaften.

Beispiel I

0,1 kg. Entformungshilfsmittel J werden auf 99,9 kg Tabelle 2

Aus den Polycarbonatmassen bei 270°C gespritzte Formteile haben die folgenden Eigenschaften:

Entformungsverhalten der natmassen	Zusammensetzung	Gew.-%	A	verschiedenen Polycarbo-	30 bar	85 bar
Bei spiel		Gew.-% Gew.-%	A P	Entformungstemperatur ⁰C 150⁰C 160⁰C 170⁰C	8 bar	6 bar
	100	Gew.-% Gew.-%	A C	Entform u ngsd ruck	10 bar	8 bar
45 A	99,9 0,1	Gew.-% Gew.-%	A D	40 bar	25 bar	80 bar
1	99,9 0,1	Gew.-% Gew.-%	A B	15 bar	20 bar	40 bar
5» 2	99,9 0,1	Gew.-% Gew.-%	A C	20 bar	25 bar	65 bar
I	99,99 0,01		40 bar
55 3	99,99 0,01	25 bar
4		40 bar

Dimension DIN

η,,ι
Reißdehnung

53 1,30 120

1,30 120

1,29 115

1,30 120

Fortsetzung

Kerbschlagzähigkeit VicatB

Reißdehnung nach Tenipsrung*) Vicat B nach Temperung*)

*) Die Temperung erfolgte 300 Stunden bei 130⁰C in Luft

Dimension	DlN	A	1	43	2	I	40	3	4
KJ/m²	53 453	44	149	44	146	44	44
⁰C	53 460	150	113	150	80	149	149
%	53 455	115	147	115	140	115	114
⁰C	53 460	150	148	149	149

Claims

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Patentanspruch:

Thermoplastische Formmassen aus hochmolekularen, thermoplastischen aromatischen Polycarbona- ■-> ten auf Basis aromatischer Dihydroxyverbindungen mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.-% eines Esters aus gesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und 4- bis 6wertigen Alkoholen gemäß Hauptpatent 25 07 748, da- ι» durch gekennzeichnet, daß der Ester ein Teilester ist