DE2708381A1 - Thermoplastische formmasse - Google Patents

Thermoplastische formmasse

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DE2708381A1
DE2708381A1 DE19772708381 DE2708381A DE2708381A1 DE 2708381 A1 DE2708381 A1 DE 2708381A1 DE 19772708381 DE19772708381 DE 19772708381 DE 2708381 A DE2708381 A DE 2708381A DE 2708381 A1 DE2708381 A1 DE 2708381A1
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polycarbonate
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phenylene
polycarbonate resin
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DE19772708381
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Allen Dale Wambach
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates

Description

Durch die Erfindung wird eine neue thermoplastische Formmasse geschaffen, die Poly(1,4-butylenterephthalat), ein Polycarbonatharz und eine verstärkend wirkende Menge eines Verstärkungsfüllstoffes umfasst.
Poly(1,4-butylenterephthalat)-Harze sind gut bekannt und wurden auch für die Herstellung von thermoplastischen ausgeformten Gegenständen in weitem Umfang verwendet. Auch verstärkte Zusammensetzungen von Poly(1,4-butylenterephthalat) sind seit einer Anzahl von Jahren kommerziell erhältlich. Diese Zusammensetzungen sind für eine Vielzahl von Anwendungszwecken brauchbar, und zwar insbesondere, wenn ein hoher Grad der Lösungsmittelbeständigkeit gefordert wird. Wenn glasfaserverstärktes Poly(1,4-butylenterephthalat) zu verschiedenen Gegenständen ausgeformt wird, neigt es dazu, sich zu verziehen, sich zu werfen oder sich zu verformen, insbesondere wenn der ausgeformte Gegenstand einen dünnen Querschnitt besitzt.
Es wurde gefunden, dass die ausgeformten Gegenstände dann, wenn ein Polycarbonatharz zu der verstärkten Poly(1,4-butylenterephthalat)-Formmasse hinzugegeben wird, im Wesentlichen beständig gegen Werfen, Verdrehen oder Verformen sind, nachdem sie aus der Form entfernt sind. Dieses Ergebnis wird ohne merkliche Verringerung der mechanischen, physikalischen oder Formeigenschaften einer typischen glasverstärkten Poly(1,4-butylenterephthalat)-Formmasse erreicht.
In dem US-Patent 3.218.372, dessen Inhalt durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden soll, werden Zusammensetzungen von Polyalkylenterephthalat- und Polycarbonatharzen beschrieben. Von diesen nicht verstärkten Zusammensetzungen wird gesagt, dass sie eine verringerte Schmelzviskosität und eine höhere Dehnbarkeit als die Polycarbonat- und Polyalkylenterephthalatharze besitzen.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine neue thermoplastische Formmasse geschaffen, die
(a) Poly(1,4-butylenterephthalat),
(b) ein Polycarbonatharz und
(c) eine verstärkend wirkende Menge eines Verstärkungsmittels umfasst.
Das Poly(1,4-butylenterephthalat) sollte eine grundmolare Viskositätszahl (englisch: intrinsic viscosity) zwischen 0,4 und 1,2 dl/g besitzen, gemessen bei 30°C in einer 60/40-Lösung aus Phenol/Tetrachloräthan. Ein stärker bevorzugter Bereich ist zwischen 0,6 und 0,9 dl/g.
Das Polycarbonatharz besitzt wiederkehrende Einheiten der Formel worin jedes -R- aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phenylen, halogensubstituiertem Phenylen und alkylsubstituiertem Phenylen besteht, und X und Y jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Kohlenwasserstoffresten, die frei von aliphatischer Ungesättigtheit sind, und Resten besteht, die zusammen mit dem benachbarten C-Atom: einen Cycloalkanrest bilden, wobei die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome in X und Y bis zu 12 beträgt.
Die bevorzugten Polycarbonatharze können von der Reaktion von Bisphenol-A und Phosgen abgeleitet werden. Diese Polycarbonate haben 100 bis 400 wiederkehrende Einheiten der Formel:
Die Polycarbonate sind in den US-Patenten 3.028.365, 3.334.154 und 3.915.926 beschrieben, deren Inhalt durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Das Polycarbonat sollte eine grundmolare Viskosität zwischen 0,3 und 1,0, vorzugsweise von 0,3 bis 0,45 besitzen, gemessen bei
20°C in Methylenchlorid.
Die Verstärkungsmittel können ausgewählt werden aus fein zerteiltem Aluminium, Eisen oder Nickel und dergleichen und Nichtmetallen wie Kohlenstofffasern, Silikaten wie nadelförmigem Calciumsilikat, Asbest, Titandioxid, Wollastonit, Kaliumtitanat und Titanat-Whiskers, Glasflocken und Glasfasern.
Obgleich es nur notwendig ist, eine verstärkend wirkende Menge des Verstärkungsmittels zu verwenden, kann das Verstärkungsmittel 1 bis 60 Gewichtsprozent von dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung betragen. Ein bevorzugter Bereich ist 5 bis 10 Gewichtsprozent.
Die bevorzugten Verstärkungsmittel sind aus Glas hergestellt, und es wird bevorzugt, fasrige Glasfäden zu verwenden. Die bevorzugten Fasern für Kunststoffverstärkung werden durch mechanisches Ziehen hergestellt. Die Faserdurchmesser reichen von etwa 0,00284 mm (0,000112 inch) bis etwa 0,019 mm (0,00075 inch), aber dies ist nicht kritisch für die vorliegende Erfindung.
Das Poly(1,4-butylenterephthalat)-Harz kann 95 bis 20 Gewichtsprozent der Zusammensetzung umfassen und das Polycarbonatharz kann 5 bis 80 Gewichtsprozent der Zusammensetzung umfassen.
Die bevorzugten Zusammensetzungen enthalten 90 bis 65 Gewichtsprozent Poly(1,4-butylenterephthalat) und 10 bis 35 Gewichtsprozent Polycarbonatharz.
Die Zusammensetzung kann durch irgendein Standardverfahren hergestellt werden, und das speziell verwendete Verfahren ist nicht kritisch.
Die Zusammensetzung kann ebenfalls flammhemmende Mittel wie beispielsweise solche, die im US-Patent 3.915.926 beschrieben sind, enthalten.
Im Folgenden wird die Erfindung durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Die folgende Zusammensetzung wurde durch Mischen der Materialien in einem Extruder hergestellt:
Gewichtsteile
Poly(1,4-)butylenterephthalat) +) 62,8
Polycarbonatharz ++) 7,0
Glasfasern 1/8 ´´ (Owens,Corning P219A) 30,0
Stabilisatoren +++) 0,3
+) 4000 Poise Schmelzviskosität
++) Lexan 124
+++) Irganox 1093 Ferro 904 (50/50)
Diese Zusammensetzung besaß die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Schmelzviskosität 19 836
Wärmeverformungstemperatur 200°C (392°F)
Izod-Schlagfestigkeit (Kerbschlagfestigkeit) 1,82 ft.lbs/in.n
Dehnung (elongation) % 5,21
Streckgrenze (tensile yield) 1 245 kg/cm[hoch]2 (17728 psi)
Biegegrenze (flexural yield) 1 990 kg/cm[hoch]2 (28158 psi)
Biegemodul (flexural modulus) 0,0725 mal 10[hoch]6 kg/cm[hoch]2
(1,029 x 10[hoch]6 psi)
Spezifisches Gewicht 1,5330
Biegedehnung (flex. elongation) 3,96 %
Beispiel 2
Die folgende Zusammensetzung wurde durch Mischen der Materialien in einem Extruder hergestellt:
Gewichtsteile
Poly(1,4-)butylenterephthalat) +) 55,8
Polycarbonatharz ++) 14,0
Glasfasern 1/8 ´´ (Owens,Corning P219A) 30,0
Stabilisatoren +++) 0,2
+) 4000 Poise Schmelzviskosität
++) Lexan 124
+++) Irganox 1093 0,15 Ferro 904 0,05
Diese Zusammensetzung hatte die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Schmelzviskosität 21 204
Wärmeverformungstemperatur 190°C (374°F)
Izod Kerbschlagfestigkeit 1,83 ft.lbs/in.n
Dehnung % 5,14
Streckgrenze 1 273 kg/cm[hoch]2 (18125 psi)
Biegegrenze 2 066 kg/cm[hoch]2 (28713 psi)
Biegemodul 0,0755 mal 10[hoch]6 kg/cm[hoch]2
(1,074 x 10[hoch]6 psi)
Spezifisches Gewicht 1,5311
Biegedehnung 3,83 %
Beispiel 3
Die folgende Zusammensetzung wurde durch Mischen der Materialien in einem Extruder hergestellt:
Gewichtsteile
Poly(1,4-)butylenterephthalat) +) 48,8
Polycarbonatharz ++) 21,0
Glasfasern 1/8 ´´ (Owens,Corning P219A) 30,0
Stabilisatoren +++) 0,2
+) 4000 Poise Schmelzviskosität
++) Lexan 124
+++) Irganox 1093 0,15 Ferro 904 0,05
Diese Zusammensetzung besaß die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Schmelzviskosität 20 064
Wärmeverformungstemperatur 168,33°C (335°F)
Izod Kerbschlagfestigkeit 1,79 ft.lbs/in.n
Dehnung % 5,14
Streckgrenze 1 273 kg/cm[hoch]2 (18125 psi)
Biegegrenze 1 960 kg/cm[hoch]2 (27841 psi)
Biegemodul 0,069 mal 10[hoch]6 kg/cm[hoch]2
(0,982 x 10[hoch]6 psi)
Spezifisches Gewicht 1,4724
Biegedehnung 4,23 %
Beispiel 4
Die folgende Zusammensetzung wurde durch Mischen der Materialien in einem Extruder hergestellt:
Gewichtsteile
Poly(1,4-)butylenterephthalat) +) 41,8
Polycarbonatharz ++) 28,0
Glasfasern 1/8 ´´ (Owens,Corning P219A) 30,0
Stabilisatoren +++) 0,3
+) 4000 Poise Schmelzviskosität
++) Lexan 124
+++) Irganox 1093 Ferro 904 (50/50)
Diese Zusammensetzung besaß die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Schmelzviskosität 24 624
Wärmeverformungstemperatur 144,44°C (292°F)
Izod-Kerbschlagfestigkeit 2,11 ft.lbs/in.n
Dehnung % 5,14
Streckgrenze 1 282 kg/cm[hoch]2 (18240 psi)
Biegegrenze 2 035 kg/cm[hoch]2 (28951 psi)
Biegemodul 0,076 mal 10[hoch]6 kg/cm[hoch]2
(1,081 x 10[hoch]6 psi)
Spezifisches Gewicht 1,4870
Biegedehnung 3,69 %
Beispiel 5
Die folgenden Zusammensetzungen wurden durch Schmelzmischen der Bestandteile in einem Extruder hergestellt: (Alle Teile sind Gewichtsteile)
Die Zusammensetzungen von Beispiel 5 wurden getestet, und es wurde gefunden, dass sie die folgenden physikalischen Eigenschaften aufwiesen:
Obgleich die oben angegebenen Beispiele verschiedene Abwandlungen der vorliegenden Erfindung gezeigt haben, sind auch noch weitere Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich. Die Erfindung soll daher auch andere Ausführungsformen umfassen als die, die in den Beispielen angegeben sind, wie es durch die nachfolgenden Ansprüche angegeben ist.

Claims (14)

1. Thermoplastische Formmasse, dadurch gekennzeichnet, dass sie
(a) Poly(1,4-butylenterephthalat),
(b) ein Polycarbonatharz und
(c) ein Verstärkungsmittel in einer verstärkend wirkenden Menge
umfasst.
2. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat im Wesentlichen aus wiederkehrenden Einheiten der Formel: besteht, wobei -R- jeweils aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phenylen, halogensubstituiertem Phenylen und alkylsubstituiertem Phenylen besteht, und X und Y jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Kohlenwasserstoffresten, die frei von aliphatischer Ungestättigtheit sind, und Resten besteht, die zusammen und mit dem benachbarten C-Atom: einen Cycloalkanrest bilden, wobei die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome in X und Y bis zu 12 beträgt.
3. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat die folgende wiederkehrende Einheit besitzt:
4. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonatharz aus 100 bis 400 wiederkehrenden Einheiten besteht.
5. Thermoplastische Formmasse, dadurch gekennzeichnet, dass sie
(a) 95 bis 20 Gewichtsteile Poly(1,4-butylenterephthalat),
(b) 5 bis 80 Gewichtsteile eines Polycarbonatharzes und
(c) 1 bis 60 Gewichtsteile Glasfasern umfasst.
6. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat im Wesentlichen aus wiederkehrenden Einheiten der Formel:
besteht, wobei -R- jeweils aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phenylen, halogensubstituiertem Phenylen und alkylsubstituiertem Phenylen besteht, und X und Y jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Kohlenwasserstoffresten, die frei von aliphatischer Ungesättigtheit sind, und aus Resten besteht, die zusammen mit dem benachbarten C-Atom: einen Cycloalkanrest bilden, wobei die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome in X und Y bis zu 12 beträgt.
7. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat die folgende wiederkehrende Einheit besitzt:
8. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polcarbonatharz aus 100 bis 400 wiederkehrenden Einheiten besteht.
9. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein flammhemmendes Mittel in einer flammhemmend wirkenden Menge enthält.
10. Verfahren zur Verhinderung von Verformung in einem thermoplastischen ausgeformten Gegenstand, der aus einer thermoplastischen Formmasse gebildet ist, die ein Poly(1,4-butylenterephthalat)-Harz und ein Verstärkungsmittel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der thermoplastischen Zusammensetzung eine bestimmte Menge eines Polycarbonatharzes enthalten ist, wie es in Anspruch 1 angegeben ist, die ausreichend ist, um Verformung des ausgeformten Gegenstandes zu verhindern.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat wiederkehrende Einheiten der Formel: besitzt, worin -R- jeweils aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phenylen, halogensubstituiertem Phenylen und alkylsubstituiertem Phenylen besteht, und X und Y jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Kohlenwasserstoffresten, die frei von aliphatischer Ungesättigtheit sind, und aus Resten besteht, die zusammen mit dem benachbarten C-Atom: einen Cycloalkanrest bilden, wobei die gesamte Zahl der Kohlenstoffatome in X und Y bis zu 12 ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat die folgende wiederkehrende Einheit aufweist:
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat aus 100 bis 400 wiederkehrenden Einheiten besteht.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmittel Glasfasern sind.
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