DE2716004A1 - Thermoplastische formmassen auf der basis von polyamiden aus omega-aminocarbonsaeuren bzw. lactamen mit mehr als 10 kohlenstoffatomen mit verbesserter flexibilitaet und kaelteschlagzaehigkeit - Google Patents

Thermoplastische formmassen auf der basis von polyamiden aus omega-aminocarbonsaeuren bzw. lactamen mit mehr als 10 kohlenstoffatomen mit verbesserter flexibilitaet und kaelteschlagzaehigkeit

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DE2716004A1 DE19772716004 DE2716004A DE2716004A1 DE 2716004 A1 DE2716004 A1 DE 2716004A1 DE 19772716004 DE19772716004 DE 19772716004 DE 2716004 A DE2716004 A DE 2716004A DE 2716004 A1 DE2716004 A1 DE 2716004A1
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
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Description

CHEMISCHE VERKE HÜLS AG - RSP PATENTE -
437O Mari, 07.Oi*. 77 /
Unser Zeichen; O.Z. 2968
Thermoplastische Formmassen auf der Basis von Polyamiden aus (J-Aminocarbonsäuren bzw. Lactamen mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen mit verbesserter Flexibilität und KaiteSchlagzähigkeit
11/77
8098 Λ 3/0018
- 3 - O.Z. 2968
07.0*». 77 ~
Es ist bekannt, daß weichgemachte Polyamide, insbesondere auch Polylaurinlactam und Polyundecansäureamid als Formmassen zur Herstellung von Formkörpern nach dem Extrusions- bzw. Spritzgießverfahren eingesetzt werden. Derartige Formkörper sind bekanntlich flexibler bei gemäßigten und höheren Temperaturen, als die weichmacherfreien Produkte. Die Verwendung von Weichmachern hat jedoch bekanntlich den Nachteil, daß diese ais dem Formkörper ausschwitzen oder, daß sie herausgelöst werden können. Bei tiefen Temperaturen sind die weichgemachten Formkörper nicht ausreichend schlagzäh.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Nachteil des Standes der Technik zu überwinden, durch Auffinden von Formmassen, die eine erhöhte Flexibilität und Zähigkeit aufweisen, und zusätzlich eine ausgezeichnete Kälteschlagzähigkeit besitzen.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch Einsatz der erfindungsgemäßen Formmassen.
Die Herstellung der Formmassen erfolgt durch Aufschmelzen und Homogenisieren der Granulate aus den Bestandteilen I und II auf Extrudern, insbesondere Doppelschneckenextrudern. Es ist auch möglich, die Granulatgemische direkt zu verarbeiten; das Homogenisieren erfolgt dann in der Verarbeitungsmaschine.
Soweit die Bestandteile I und II noch keine Zusätze enthalten, werden die üblichen Verarbeitungshilfsmittel, wie Gleitmittel oder Stabilisatoren, zugesetzt. Ferner können die Formmassen, falls gewünscht Füllstoffe, wie Glasfasern, Mikroglasperlen oder Mattierungsmittel, wie Titandioxid oder Zinksulfid oder auch Flammschutzmittel enthalten. Außerdem können, wenn gewünscht, zusätzlich die bekannten Weichmacher hinzugefügt werden.
Durch Weichmacher wird die Flexibilität weiter erhöht. Zur Er-■ zielung gleicher Flexibilität sind geringere Weichmachermengen notwendig, als bei Polyamiden. Weichmacherhaltige Formmassen der vorliegenden Erfindung sind in der Kälte schlagzäher als herkömmliche weichmacherhaltige Polyamide gleicher Flexibilität. < c Die Weichmachermenge
8098Λ 3/0018
- k - ο.ζ.
O7.Oii.77"
beträgt im allgemeinen 5 bis 15t vorzugsweise 8 bis 12 Gewichtsprozent auf die Summe der Komponenten I und II. Der Weichmacher kann auch bereits in einem weichgemachten Polyamid enthalten sein, das anschließend mit dem weichmacherfreien Polyetheresteramid vermischt wird.
Als Komponente I werden Homopolyamide aus (J -Aminocarbonsäuren bzw. Lactamen mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen eingesetzt, wie Polylaurinlactam oder Polyundecansäureamid, vorzugsweise PoIylaurinlactam.
Die Polyetheresteramide (il) mit statistisch über die Polymerkette verteilten Einzelkomponenten werden nach dem Verfahren der deutschen Patentanmeldung P 27 12 987.9 hergestellt. Dies geschieht durch hydrolytische Polykondensation unter erhöhtem Druck, wobei als polyamidbildende Ausgangskomponenten im vorliegenden Falle beispielsweise (O -Aminoundecansäure, vorzugsweise Laurinlactam, als Diolkomponente oC,y-Dioxi-(polytetrahydrofuran) mit einem Molekulargewicht zwischen 160 und 3 000, vorzugsweise zwischen 300 und 2 200, insbesondere zwischen 5OO und 1 200, und als Dicarbonsäuren insbesondere solche mit k bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Decandicarbonsäure, Hexahydroterephthalsäure, Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure eingesetzt werden.
Die Flexibilität und Zähigkeit der Formmassen kann variiert werden durch das Verhältnis von Polyamid(l) zu Polyetheresteramid(ll), durch das Verhältnis Polyetheresteranteil zu Polyamidanteil in dem Polyetheresteramid(II) und durch die Art der PoIyetheresterkomponente im Polyetheresteramid(II).
Im Rahmen der durch Handversuche leicht zu ermittelnden Verträglichkeit sgrenzen können die Formmassen den gewünschten Eigenschaften angepaßt werden. So wird die Flexibilität der Formmassen verbessert, wenn der Polyetheresteraraidanteil (il) und der Polyetheresteranteil im Polyetheresteramid erhöht wird. Andererseits sinkt mit der Erhöhung des Polyetheresteranteils im Polyetheresteramid und bei höherem,Molekulargewicht des Polytetrahydrofurandiols die Verträglichkeit mit der Polyamidkomponente(i)
'-809843/0018
- 5 - Ο,Z. 2908
07.04,77
Mit Polytetrahydrofurandiol niedrigen Molekulargewichtes kann gewünschtenfalls die Löslichkeit in Lösemitteln verbessert werden. In üblicher Weise wird beim Einsatz aromatischer Dicarbonsäuren in der Komponente(il) die Hydrolysebeständigkoit verbessert·
Das Molekulargewicht der beiden Komponenten I und II liegt ausgedrückt durch den Vert der relativen Lösungsviskosität, gemessen nach den in DIN 53 727 beschriebenen Bedingungen in m-KresoJ^ zwischen 1,3 und 2,4, bevorzugt zwischen 1,5 und 2,2. Es gelten hier die üblichen Regeln, wonach man beim Extrudieren höherviskose und beim Spritzgießen niedrigerviskose Produkte einsetzt. Im allgemeinen liegen die Werte der Viskosität für die Komponenten I und II im gleichen Bereich, Sie können jedoch auch aus verschiedenen Viskositätsbereichen gewählt werden.
Wie bereits ausgeführt, kann das Mengenverhältnis der Komponenten I und II in weiten Grenzen variiert werden. Vorteilhaft liegt der Anteil der Polyamidkomponente I zwischen 95 und 20, vorzugsweise zwischen 95 und 40, insbesondere zwischen 90 und 65 Gevichtsprozent und der Anteil der Polyetheresteramidkomponente entsprechend zwischen 5 und 80, vorzugsweise zwischen 5 und 60 und insbesondere zwischen 10 und 35 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf die Summe der Komponenten I + II.
Der Polyetheresteranteil in der Komponente II beträgt im allgemeinen 2 bis 70, vorteilhaft 5 bis 50, insbesondere 10 bis 35 Gewichtsprozent.
Das Molekulargewicht des in der Komponente II enthaltenen PoIytetrahydrofurandiols liegt im allgemeinen zwischen I60 und 3 000, vorzugsweise zwischen 300 und 2 200 und insbesondere zwischen 5OO und 1 200; das entspricht etwa einem Durchschnittspolymerisationsgrad zwischen 2 und 42, vorzugsweise zwischen 4 und 30 und insbesondere zwischen 7 und i6.
Die Formmassen eignen sich besonders zum Herstellen von Rohren oder anderen Profilen, Platten "oder Folien.
8098 A3/0018
- 6 - O. Z. 2968
07.0'». 77
Die Kälteschlagzähigkeit wurde an Rohren mit einem Außendurchmesser von 6,35 nim und einer Wandstärke von 1 mm gemessen. Die Rohre wurden aus den Formmassen gemäß der angefügten Beispiele und Vergleichsbeispiele auf einem 20 D-Einschneckenextruder mit 3-Zonenschnecke bei einer Massetemperatur von etwa 220 C hergestellt. Einen Teil der Rohre läßt man unbehandelt, ein zweiter Teil wird zwei Stunden in Wasser gekocht und ein dritter Teil
2k Stunden bei 110 C im Wärmeofen getempert. Je 10 der getemperten und der in kochendem Wasser behandelten Rohre werden bei
-40°C einer Kälteschlagzähigkeitsprüfung nach SAE J &hk unterworfen. Die Zahl der gebrochenen Rohre ist in der Tabelle aufgeführt .
Ferner wird an unbehandelten und getemperten Rohren die Grenzbiegespannung nach DIN 53 ^52 bestimmt.
8098 A3/0018
271600A
- 7 - O.Z. 2968
07.OU.77
Vergleichsbeispiel 1
(Weichmacherfreies Polyamid 12)
100 Gewichtsteile eines Polylaurinlactams, /T) ., = 2,15 und 1 Gewichtsteil NN1-hexamethylen-bis-(3.5-di-tert.-butyl-4-hydroxi)-dihydrozimtsäureamid werden in einem
Doppelschneckenkneter homogenisiert, granuliert und auf eine Restfeuchte von CO,05 °}o getrocknet.
Aus der Formmasse stellt man Rohre mit einem Außendurchmesser von 6.35 "im und einer Wanddicke von 1 mm her. Die Rohre sind kältezäh, aber steif (Tabelle).
Vergleichsbeispiel 2
(Weichmacherhaltiges Polyamid 12)
100 Gewichtsteile eines Polylaurinlactams,0> . = 2,15 15 Gewichtsteile Benzolsulfonsäure-N-n-butylamid 1 Gewichtsteil des Stabilisators aus Beispiel 1
werden in einem Doppelschneckenkneter homogenisiert, granuliert und auf eine Restfeuchte von <-0.05 °ß> getrocknet.
Aus der Formmasse hergestellte Rohre sind flexibel, aber in der Kälte spröde.
Vergleichsbeispiel 3
(Formmasse aus Mischung)
Man mischt die Granulate des Vergleichsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 im Gewichtsverhältnis 3:1 und stellt aus dem Granulatgemisch Rohre her. Die Rohre sind flexibler als die des Vergleichsbeispiels 1 und von besserer Kältezähigkeit als die des Vergleichsbeispiels 2, aber von geringerer Kältezähigkeit als die des Vergleichsbeispiels 1 und weniger flexibel als die von Vergleichsbeispiel 2.
Beispiel h
Man mischt
50 Gewichtsteile des Granulats aus Vergleichsbeispiel 1 mit
809843/0018
- 8 - Ο,Ζ. 2968
07.04.77
50 Gewichtsteilon eines Polyetheresteramids,m 1 = 1,95t das man aus 100 Gewichtsteilen Laurinlactam, 26,29 Teilen jL,(J-Dihydroxi-(polytetrahydrofuran) vom mittleren Molekulargewicht 86O und 7«O4 Gewichtsteilen Decandicarbonsäure erhalten hatte,
und stellt aus dem Granulatgemisch Rohre her. Die weichmacherfreien Rohre sind flexibler, als die des Vergleichsbeispiels 1 und in der Kälte zäh.
Beispiel 5
Man mischt
95 Gewichtsteile des weichmacherhaltigen Granulats aus Vergleichsbeispiel 2 und
5 Gewichtsteile des Polyetheresteramids aus Beispiel 4
und stellt aus dem Granulatgemisch Rohre her.
Die Rohre sind trotz geringeren Weichmachergehaltes von gleicher Flexibilität wie die des Vergleichsbeispiels 2 und von etwas besserer Kältezähigkeit.
Beispiel 6
Man verfährt wie in Beispiel 5» mischt jedoch 90 Gewichtsteile des weichmacherhaltigen Granulats aus Vergleichsbeispiel 2 und
10 Gewichtsteile des Polyetheresteramids aus Beispiel k.
Die Rohre sind trotz geringeren Weicnmachergehaltes von gleicher Flexibilität wie die des Vergleichsbeispiels 2 und des Beispiels 5 und von besserer Kältezähigkeit.
Beispiel 7.
Man verfährt wie in Beispiel 6, mischt jedoch 75 Gewichtsteile des weichmacherhaltigen Granulats aus Vergleichsbeispiel 2 und
25 Gewichtsteile des Polyetheresteramids aus Beispiel h. Man erhält trotz geringeren Weichmachergehaltes Rohre von gleicher Flexibilität wie in Vergleichsbeispiel 2 und den Beispielen
809843/0018
- 9 - O.Z. 2968
07.04.77
5 und 6, aber mit der guten Kältezähigkeit der steifen Rohre aus dem Vergleichsbeispiel 1.
Beispiel 8
Man verfährt wie in Beispiel 7» mischt jedoch die Granulate im Gewichtsverhältnis 1:1. Man erhält Rohre, die in Bezug auf Flexibilität und Kältezähigkeit denen aus Beispiel 7 praktisch gleichwertig sind.
Wählt man Gewichtsverhältnisse wie 1 : 2, 1 : 3 oder 1 : kt so erhält man vergleichbare Ergebnisse mit noch verbesserter Flexibilität der getemperten Rohre,
Beispiel 9
Man stellt eine homogene Formmasse her, die in der Bruttozusammensetzung mit dem Granulatgemisch des Beispiels h. identisch ist, Indem man
1OO Gewichtsteile Polylaurinlactam, rn , = 2,15 39 Gewichtsteile des Polyetheresteramids der Beispiele k bis 8 15 Gewichtsteile Benzolsulfonsäure-N-n-butylamid
1f4 Gewichtsteile des Stabilisators aus Vergleichsbeispiel 1 in einem Doppelschneckenkneter homogenisiert, granuliert und auf eine Restfeuchte von <0.05 % trocknet.
Aus der Formmasse erhält man Rohre, die in Bezug auf Flexibilität und Kältezähigkeit denen des Beispiels 7 gleichwertig sind.
Beispiel 10
Man verfährt wie in Beispiel 9, verwendet jedoch folgende Komponenten:
100 Gewichtsteile Polylaurinlactam, tt . = 2.15 19*5 Gewichtsteile des Polyetheresteramids A 19*5 Gewichtsteile des Polyetheresteramids B 15 Gewichtsteile Benzolsulfonsäure-N-n-butylamid 1a4 Gewichtsteile des Stabilisators aus Vergleichsbeispiel 1
1 Gewichtsteil eines käuflichen Polycerbodiimid-Stabilisators (STABAXOL PCD der Firma BAYER)
809843/0018
- 10 - O.Z. 2968
07.0^.77~
Die Polyetheresteramide A und B hatte man wie folgt erhalten:
Polyetheresteraraid A aus
100 Gewicht stellen Latirinlactam
26.3*1 Gewichtsteilen JL,(Z-Dihydrox -(polytetrahydrofuran) vom
mittleren Molekulargewicht 860 und 7.004 Gewichtsteilen Docandicarbonsäure,
Polyetheresteramid B aus
100 Gewichtsteilen Laurinlactam
27·9^ Gewichtsteilen el,O-Dihydroxi- (polytetrahydrofuran) vorn
mittleren Molekulargewicht 860 und 5·39 Gewichtsteilen Terephthalsäure,
Die Formmasse liefert Rohre, die denen der Beispiele 7 und 9 in Bezug auf Flexibilität und KaiteZähigkeit gleichwertig sind.
Beispiel 11
Man mischt
75 Gewichtsteile des Granulats aus Vergleichsbeispiel 2 und 25 Gewichtsteile eines Polyetheresteramids Ύ) 1 = 1,85»
das man aus 100 Gewichtsteilen Laurinlactam, 13.9^ Gewichtsteilen X,(J-Dihydroxi-(polytetrahydrofuran) vom mittleren Molekulargewicht 860 und 3.71 Gewichtsteilen Decandicarbonsäure erhalten hatte,
und stellt aus dem Granulatgemisch Rohre her.
Die Rohre sind flexibler und kältezäher als die des Vergleichsbeispiels 3 mit gleichem Weichmachergehalt.
809843/0018
2716Q04
Ο,Ζ. 3968
Beispiel
Nr. 		zu vergleichen
mit Vergleichs
beispiel Nr.		 Ergebni
schlagp
nach
Kochen		 s der Kälte-
rüfung φ
nach
Tempern		 Grenzbieg
in N/mi
unbehan-
delte
Rohre		 bespannung
I
getem
perte
Rohre
1 (Vergl.) 0 0 ^5 52
2 (Vergl.) 9 7 Zh 30
3 (Vergl.) 3 1 27 33
h 1 0 0 3^ 36
5 2 7 6 Zh 3O
6 2 3 2 Zh 30
7 2 0 0 23 29
8 2 0 1 24 28
9 2 0 0 23 30
10 2 0 0 25 31
11 3 0 0 26 32
Q = Zahl der gebrochenen Rohre von 10 geprüften.
809843/0018

Claims (2)

  1. /Π 6004
    O.Z, 2968 07.Ok.77
    Patentansprüche
    Thermoplastische Formmassen mit verbesserter Flexibilität und Kälteschlagzähigkeit bestehend aus einem Gemisch aus
    I, mindestens einem Polyamid aus ü-Aminocarbonsäuren oder Lactamen mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen und
    II« mindestens einem Polyetheresteramid, welches aus a) (λ) -Aminocarbonsäure oder Lactamen mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen, h)jL,t) -Dihydroxi-polytetrahydrofuran mit einem Molekulargewicht zwischen 160 und 3 000 und c) einer Dicarbonsäure,
    hergestellt worden ist und die Einzelkomponenten statistisch liber die Polymerkette verteilt enthält.
  2. 2. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, bestehend aus einem Gemisch aus
    95 bis 20 Gewichtsprozent der Komponente I und 5 bis 80 Gewichtsprozent der Komponente II.
    3· Verwendung der Formmassen nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Herstellung von flexiblen, kälteschlagzähen Rohren,
    809 8,4 3/0018
    ORIGINAL INSPECTED
DE2716004A 1977-04-09 1977-04-09 Thermoplastische Formmassen auf der Basis von Polylaurinlactam und deren Verwendung zur Herstellung von Rohren Expired DE2716004C3 (de)

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