DE2848719C2 - Polyesterformmasse - Google Patents

Polyesterformmasse

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Description

Die Frfindung betrifft eine Polyesterformmasse und insbesondere eine Polyesterformmasse, welche Formkörper ergibt, die frei von Verwerfung sind und überlegene mechanische und thermische Eigenschaften aufweisen.
In den letzten Jahren wurden Versuche unternommen. Bestandteile von Automobilen, elektrischen Anlagen u. dgl. teilweise durch technische Kunststoffe zu ersetzen und folglich hat sich die Nachfrage nach Industriekunststoffen, insbesondere solchen, die mit Verstärkungsmaterialien verstärkt sind, erhöht. Eine Gruppe dieser Industriekunststoffe umfaßt Polyalkylenterephthalate. insbesondere verstärkte Polyalkylenterephthalatmassen.
Faserförmige anorganische Materialien, wie beispielsweise Glasfasern wurden in weitem Umfang als Verstärkungsmaterialien für Polyalkylenterephthalate verwendet. Sicher sind diese faserförmigen anorganischen Materialien brauchbar, weil sie die Wärmeverformungstemperaturen von Polyalkylenterephthalaten erhöhen und deren mechanische Eigenschaften verbessern. Da sie jedoch einen Richtungseffekt aufweisen, besitzen sie den Nachteil, bei plattenartig geformten Gegenständen die aus mit diesen Materialien verstärkten Kunststoffen hergestellt wurden. Deformierung zu verursachen.
In einem Versuch, diesen Nachteil zu beseitigen, wurde die Zugabe von plättchenförmigem Glimmer vorgeschlagen. Der Glimmer ist wirksam hinsichtlich der Verringerung der Verformung der plattenartig geformten Gegenstände. Jedoch wird die Verformung kaum verringert oder vielmehr erhöht, wenn er in rippenartig geformten Gegenständen oder kastenartig geformten Gegenständen enthalten ist. Darüber hinaus besitzen Formkörper, welche Glimmer enthalten, den Nachteil geringer Schlagfestigkeit und erheblicher Verfärbung, die auf Glimmer zurückzuführen ist. Es war daher erwünscht, eine Polyesterformmasse herzustellen, welche FOrmkörocr liefert, die frei von Verformung sind und überlegene mechanische und thermische Eigenschaften und eine gute Farbe aufweisen.
Aufgrund eigener Untersuchungen, derartige Polyesterformmassen herzustellen, wurde nun gefunden, daß eine Masse, die einen aromatischen Polyester und eine angegebene Menge flacher Glasflocken aufweist, diese Erfordernisse zu gewissem Ausmaß erfüllt. Es wurde jedoch festgestellt, daß Formkörper aus dieser Masse keine vollständig zufriedenstellenden mechanischen und
to thermischen Eigenschaften aufweisen und noch zu verbessern sind. Weitere Untersuchungen führten schließlich zu der Feststellung, daß die mechanischen und thermischen Eigenschaften derartiger Formkörper erheblich verbessert werden können, indem ferner eine angegebene Menge einer spezifischen Epoxyverbindung zu einer derartigen Masse zugesetzt wird.
In der japanischen Patentveröffentlichung 16 773/74 und der DE-OS 22 06 804 sind kompliziert aufgebaute, Epoxygruppen enthaltende Silane als haftve> mittelnde Substanzen zu den Füllstoffen in Polyesterformkörpern beschrieben. In der DE-OS 16 94 208 und der DE-OS 17 69 230 sind thermoplastische Formmassen aus linearen gesättigten Polyestern aromatischer Dicarbonsäuren beschrieben, die eine äußerst geringe Menge inerter anorganischer Feststoffe mit einer Teilchengröße unter 5 μπι als Kristallisationshilfsmittel beim Vergießen enthalten sollen. Formmassen, die bis zu 80 Gew.-% eines verstärkenden Füllstoffes und 20 bis 98 Gew.-% eines Polyalkylenterephthalats aus der Gruppe von Polypropylenterephthalat und Polybutylenterephthalat mit einer bestimmten Viskosität enthalten, sind aus der DE-OS 20 42 447 bekannt, wobei unter anderem Glasfasern als Füllstoffe genannt werden, ohne daß jedoch die vorstehend abgehandelten Fehler der bekannten Polyesterformmassen dabei behoben sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der Schaffung von Formmassen auf der Basis von Polyestern, welche Formkörper ergeben, die frei von Verwerfung sind und überlegene und ausgeglichene mechanische und thermische Eigenschaften aufweisen. Gemäß der Erfindung wird daher eine Polyesterformmasse aus (A) 100 Gewichtsteilen eines aromatischen Polyester. (B) 5 bis 10 Gewichtsteilen flachen Glasflokken mit einem längsten Durchmesser von nicht mehr als 1000 μιη und einem Verhältnis des längsten Durchmessers zu ihrer Dicke von wenigstens 5. von denen bis zur Hälfte durch einen pulverförmigen anorganischen Feststoff ersetzt sein können. (C) 0.01 bis 10 Gew.-°/o. bezogen auf das Gesamtgewicht von (A) und (B). einer Epoxyverbindung mit zwei Epoxygrupnen und gegebenenfalls (D) 0.01 bis 5 Gew.-%. bezogen auf das Gesamtgewicht von (A) und (B). einer Phosphorverbindung und/oder gegebenenfalls (E) 03 bis 50 Gew.-%. bezogen auf das Gesamtgewicht von (A) und (B), eines kautschukartigen Elastomeren in Form eines Copolymeren mit einem Gehalt an 30 bis 90% eines Acrylester als Monomerbestandteil und/oder eines Polyether ester)elastomeren geschaffen.
Die Formmasse kann außerdem übliche Zusatzstoffe
für Polyestermassen enthalten.
Die gemäß der Erfindung verwendeten flachen Glasflocken besitzen nach Einarbeitung in das Polyesterharz einen längsten Durchmesser von nicht mehr als 1000 μπι. bevorzugt I bis 500 μιη und ein Seitenverhält nis (Aspektverhällnis), definiert als das Verhältnis des langen Durchmessers zur Dicke, von wenigstens 5. bevorzugt wenigstens 10, insbesondere wenigstens 20. Im Handel erhältliche Glasflocken können verwendet
werden und manchmal unterliegen sie gewisser Pulverisierung, wenn sie mit dem Polyesterharz vermischt werden. Wenn der längste Durchmesser der Glasflocken 1000 μΐη überschreitet, ist es schwierig, diese gleichmäßig auf dem Harz zu vermischen, und die Eigenschaften der aus der erhaltenen Harzmasse hergestellten Formkörper sind variabel. Glasflocken mit einem Seitenverhältnis von weniger als 5 haben keine Wirkung hinsichtlich der Erhöhung der Wärmeverformungstemperatur des Polyesterharzes.
Die Menge der verwendeten flachen Glasflocken beträgt 5 bis 150 Gewichtsteile, bevorzugt 20 bis 100 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des aromatischen Polyesters. Geringere Mengen als 5 Gewichtsteile können die Wirkung der Erfindung nicht in ausreichen- is dem Maße herbeiführen. Wenn die Menge 150 Gewichtsteile überschreitet, ist es schwierig, die Glasflocken gleichmäßig mit dem Polyester zu vermischen, und die Formfähigkeit der Polyestermasse ist herabgesetzt Wenn die Menge der Glasflocken 100 Gewichtsteile übenchreitet werden die Fließeigenschaften des Harzes wahrend der Formgebung der Harzmasse verringert Folglich ist es zweckmäßig, eine volle Kontrolle bezüglich der Formgebungsbedingungen auszuüben.
Bis zu der Hälfte der ebenen Glasflocken kann durch einen pulverförmigen anorganischen Feststoff ersetzt sein. Dieser Ersatz ist zweckmäßig, da dadurch nicht nur die Kosten der Herstellung verringert werden, sondern «uch, das Schweißnahtfestigkeitsverhältnis (das Verhältnis der Zugfestigkeit eines Formgegenstandes mit einer Verschweißun», zu derjenigen eines Formgegenstandes der keine Verschweiß^ng entölt) des Formkörpers erhöht werden kann. Wenn mehr als die Hälfte der flachen Glasflocken durch den pulverfcnnigen anorganischen Feststoff ersetzt wird, nimmt dagegen das Verschweißungsfestigkeitsverhältnis ab. Der pulverförmige anorganische Feststoff umfaßt allgemein Füllstoffe, die üblicherweise zu Harzen oder Kautschuken zugesetzt werden, um sie zu strecken, ihre Viskositäten einzustellen oder ihre Eigenschaften zu verbessern. Beispiele dieser anorganischen Feststoffe sind Calciumcarbonat, Titanoxid, Feldspat, Ton, weißer Kohlenstoff. Ruß. Kaolinton und Talk. Die Teilchengröße des anorganischen Feststoffs ist nicht besonders kritisch und *5 kann bei der Teilchengröße handelsüblicher Feststoffe liegen. Jedoch beträgt sie vorzugsweise 1 bis 50 μιτι und anorganische Feststoffe mit einem mittleren Teilchendurchmesser von nicht mehr als 30 μπι werden besonders bevorzugt.
Der gemäß der Erfindung verwendete aromatische Polyester ist in typische·· Weise ein Polyester, der von Terephthalsäure als eine Säurekomponente und wenigstens einem aliphatischen Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Äthylenglykol. Trimethy lenglykol. Tetramethylenglykol. Hexamethylenglykol oder Neopentylglykol als einer Glykolkomponente abgeleitet ist. Polytetramethylenterephthalat, Polypropylenterephthalat und Polyethylenterephthalat, die eine rasche Kristailisationsgeschwindigkeit besitzen, befinden Sich unter den bevorzugten aromatischen Polyestern zur Verwendung gemäß der Erfindung. Polytetramethylenterephthalat wird besonders bevorzugt.
Produkte, die sich aus dem teilweisen Ersatz der Moleküle derartiger aromatischer Polyester durch eine Comonomerkomponente ergeben, können auch gemäß der Erfindung verwendet werden. Beispiele eines derartigen Comonomeren umfassen Phthalsäuren, wie beispielsweise Isophthalsäure und Orthophthalsäure; alkylsubstituierte Phthalsäuren, wie beispielsweise 3-Methylterephthalsäure und 4-Meihylisophthalsäure; Naphthalindicarbonsäuren wie beispielsweise 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 2,7-NaphthaIindicarbonsäure und 1,5-Naphthalindicarbonsäure; Diphenyldicarbonsäuren wie beispielsweise 4,4'-Diphenyldicarbonsäure und 3,4'-Diphenyldicarbonsäure; andere aromatische Dicarbonsäuren, wie beispielsweise 4,4'-Diphenoxyäthandicarbonsäure; aliphatische oder alicyclische Dicarbonsäuren wie beispielsweise Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Decandicarbonsäure und Cyclohexandicarbonsäure; alicyclische Diole wie beispielsweise l^-Cyclohexandtmethanol; Dihydroxybenzole wie beispielsweise Hydrochinon und Resorcin; Bispnenole wie beispielsweise 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan und 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon; aromatische Diole wie beispielsweise ein aus einem Bisphenol (z. B. 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan) und einem GIykol (z. B. Äthylenglykol) abgeleitetes Ätherdiol und Hydroxycarbonsäuren, wie beispielsweise ε-Hydroxycapronsäure, Hydroxybenzoesäurc und Hydroxyäthoxybenzoesäure.
Gemäß der Erfindung auch geeignet sind Produkte, die durch Copolymerisation von nicht mehr als 1.0 Mol-%. bevorzugt nicht mehr als 0.5 Mol-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 0.3 Mol-% einrr tri- oder tetrafunktionellen esterbildenden Säure, wie beispielsweise Tricarballylsäure, Trimesinsäure oder Trimellitsäure oder einem tri- oder tetrafunktionellen esterbildenden Alkohol wie beispielsweise Glycerin, Tetramethylolpropan oder Pentaerythrit erhalten werden.
Zweckmäßig besitzt der gemäß der Erfindung eingesetzte aromatische Polyester eine reduzierte Viskosität fap.J von wenigstens 0,70, bevorzugt wenigstens 0.80, insbesondere wenigstens 0.90. Die reduzierte Viskosität wird in o-Chlorphenol bei 35° C in einer Konzentration von \2 g/100 ml gemessen. Die aromatischen Polyester können durch gewöhnliche Methoden hergestellt werden. beispielweise durch Schmelzpolykondensation oder eine Kombination davon mit Festphasenpolymerisation. Beispielsweise kann Polytetramethylenterephthalat durch Umsetzung von Terephthalsäure oder deren esterbildenderr Derivat wie beispielsweise einem niederen Alkylester davon (z. B. Dimethylester oder Monomethylester) mit Tetramethylenglykol oder dessen esterbildendem Derivat unter Wärme in Gegenwart eines Katalysators und Polymerisation des erhaltenen Glykolesters der Terephthalsäure in Gegenwart eines Katalysators, bis der gewünschte Polymerisationsgrad erreicht ist, hergestellt werden.
Dif in der Erfindung verwendete Epoxy verbindung kann irgendeine beliebige Epoxyverbindung sein. welche zwei Epoxygruppen enthält und es können bekannte Epoxyäther und Epoxyester verwendet werden. Epoxyverbindungen mit einer Epoxygruppe erwiesen sich als wertlos hinsichtlich der Verbesserung der mechanischen und thermischen Eigenschaften. Die Verwendung von Epoxyverbindungen mit drei oder mehr Epoxygruppen kann die mechanischen und thermischen Eigenschaften verbessern, jedoch neigt der Polyester unter übermäßiger Wärme dazu, eine dreidimensionale Struktur anzunehmen und besitzt daher verringerte Formbarkeit. Ferner werden die Oberflächeneigenschaften von Formkörpern, die daraus hergestellt werden, verschlechtert. Typische Beispiele für Epoxyverbindungen. die gemäß der Erfindung
verwendet were·...·- ^ind Epoxyerbindungen vom Bisphenoltyp, Epoxyverbindungen vom Novolaktyp und aliphatische Epoxyverbindungen. Diglycidylpolyäther (Mono- bis Decamere), der durch die Umsetzung von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A) mn > Epichlorhydrin erhalten wird und Diglycidyläther, der durch die Umsetzung eines GlyW.s mil F.pichlorlr, dna erhalten wird, sind besonders bevorzugt.
Die zuzusetzende Menge der Epoxyverbindung beträgt 0,01 bis !0 Gewichtsteile, bezogen auf das Gesamtgewicht des aromatischen Polyesters und der
Die Masse der Erfindung, welche den aromatischen Polyester, die flachen Glasflocken (und pulverförmigen anorganischen Feststoff) und die Epoxyverbindung umfaßt, ergibt Formgegenstände, die frei von Verformung sind und erheblich verbesserte mechanische und thermische Eigenschaften aufweisen. Jedoch kann die Masse je nach ihren Bestandteilen und ihren Eigenschaften unzureichende Stabilität in geschmolzenem Zustand aufweisen. Wenn beispielsweise die Verweilzeit selbst nur wenig beim Schmelzverkneten der Masse in einem Extruder einer Spritzgußmaschine u. dgl. verlängert ist, ϊο verändert sich die Schmelzviskosität der Masse erheblich. Als Ergebnis kann die Extrudiersiabilität der Masse verschlechtert sein oder ihre Fließfähigkeit kann erheblich verringert sein, was zu Formkörpern mit schlechtem Aussehen führt Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die Stabilität der Masse in geschmolzenem Zustand durch Einarbeitung von 0,01 bis 5%, bezogen auf das Gesamtgewicht des aromatischen Polyesters und der flachen Glasflocken, einer bestimmten Phosphorverbindung in die Masse verbessert werden kann. Folglich liefert die Erfindung als eine Modifikation eine Masse, die 100 Gewichtsteile eines aromatischen Polyesters, 5 bis 150 Gewichtsteile flache Glasflocken (bis zur Hälfte der Flocken kann durch einen pulverförmigen anorganischen Feststoff ersetzt sein) und 0.01 bis 10%. bezogen auf das Gesamtgewicht der Bestandteile, einer Epoxyverbindung mit 2 Epoxygruppen u^d 0.01 bis 5%. bezogen auf die gleiche Basis, einer Phosphorverbindung umfaßt.
Beispiele der Phosphorverbindung sind Phosphorsäure. Phosphorsäureester wie beispielsweise Trimethylphosphat. Methyldiälhylphosphat. Triäthylphosphat. Triisopropylphosphat.Tributylphosphat.Triphenylphosphat. Tribenzylphcsphat oder Tr::yclohexylphosphat: phosphorige Säure. Phosphorigsäureester wie beispielsweise Trimethylphosphit. Triäthylphosphit. Tribuiylphosphit. Tri(f-hydroxybutyl)-phosphit oder Triphenylphosphit; Phosphonige, Phosphonsäurederivate wie beispielsweise Phenylphenylphosphonat. Diphenylphenylphosp^onat oder Pherylphosphonat; Phosphinsäure. Phosphinsäurederivate wie beispielsweise Phenyiphosphinsäure. Methyldimethylphosphinat, PhenylmethylphosphinatoderTriphenylphosphin;Tnphenylphosphinoxid und Metallphosphate wie beispielsweise Mononatriumphosphat. Monokaliumphosphat oder Monolithiumphosphat. Diese Phosphorverbindungen können ein/ein oder als Gemisch von zwei oder mehreren verwendet werden.
Da die Rachen Glasflocken aus verschiedenen anorganischen Oxiden aufgebaut sind, können sie voll als Ringöffnungskatalysator für die Epoxyverbindung wirken. F crner schreitet, da die Masse der Erfindung während des Schmelzknetvorgangs in einem Extruder oder in einer Sprit/.gußmaschine sehr hohen Temperaturen ausgesetzt ist, (Ji-? Reaktion der Epoxyverbindung
50
55
60
65 weiter fort. Man nimmt an, daß die Phosphorverbindung so wirkt, daß ein übermäßiges Fortschreiten der Reaktion der Epoxyverbitidung inhibiert wird. Wenn die ebenen Glasflocken schwach alualiscn sind, üben sie unerwünschte Effekte auf den aromatischen Polyester aus (z. B. vermindern sie die mechanischen Eigenschaften des Polyesters). Man nimmt an, daß die Phosphorverbindung diese Wirkungen auch mildert.
Wenn es erwünscht ist, die Schlagfestigkeiten und Stich- bzw. Schneidfestigkeiten von Polyesterformkörpern zu verbessern, kann in die Masse der Erfindung ein kaiitsehukartiges Elastomeres aus Copolymcrsn mit einem Gehalt von 30 bis 90% eines Acrylesters als Monomerbestandteil und/oder Polyether-ester)elastomeren eingearbeitet werden. Folglich liefert die Erfindung als eine andere Modifikation eine Masse die 100 Gewichtsteile eines aromatischen Polyesters, 5 bis 150 Gewichtsteile flache Glasflocken (bis zur Hälfte der Flocken können durch einen pulverförmigen anorganischen Feststoff ersetzt sein) und, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bestandteile (0,01 bis 5% einer Phosphorverbindung und) 0,5 bis 5 < eines kautschukartigen Elastomeren aufweist.
Speziell bezeichnet das Copolymere mit einem Gehalt von 30 bis 90% an Acrylsäureester als Monomerbestandteil ein Pfropfcopolymeres, ein beliebiges Copolymeres oder Blockcopolymeres bestehend aus 30 bis 90% eines Alkylacrylats, wobei die Alkylgruppe 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthält und 70 bis 10% eines Vinylmonomeren wie beispielsweise ein niederes AHcylmethacrylat, Styrol. Ac·, ylnitril.Triallylisocyanurat oder Allylmethacrylat.
Das Polyether-esterjelastomere ist ein Elastomeres, das sich von (1) einer Dicarbonsäure und/oder deren esterbildendem Derivat. (2) einem Glykol mit niederem Molekulargewicht und/oder dessen esterbildendem Derivat und (3) einem Polyoxyalkylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 500 bis 5000 und/oder dessen esterbildendem Derivat ableitet, wobei der aus den Bestandteilen (1) und (2) stammende Polyester einen Schmelzpunkt von wenigstens 1400C aufweist und die aus dem Bestandteil (3) abgeleitete Einheit 5 bis 95 Gew.-% des gesamten Polymeren ausmacht.
In typischer Weise ist der Bestandteil (I) eine aromatische Dicarbonsäure. Beispiele für bevorzugte aromatische Dicarbonsäuren sind Terephthalsäure. Isophthalsäure. IMaphthalindicarbonsäuren. Diphenylcarbonsäure. Diphenylsulfondicarbonsäure. Diphenoxyäthandicarbonsäure. Diphenylätherdicarbonsäure, Methylterephthalsäure und Methylisophthalsäure. Terephthalsäure wird besonders bevorzugt. Ein Teil, bevorzugt nicht rrehr als 30 Mol-%. stärker bevorzugt nicht mehr als 20 Mol-%, des Bestandteils (1) kann durch eine andere Dicarbonsäure ersetzt sein. Beispiele für ano.-rc Dicarbonsäuren umfassen aliphatische Dicarbonsäuren, wie beispielsweise Bernsteinsäure, Adipinsäure. Sebacinsäure. Dodecandicarborräure oder Dimersäure. alicyclische Dicarbonsäuren wie beispielsweise Hexahyciroterephthalsäure und Hydroxycarbonsäuren wie beispielsweise f-Hydroxycapronsäure, Hydroxybenzoesäure oder Hydroxyäthoxybenzoesäure. Die esterbildenden Derivate der Dicarbonsäuren können auch als Bestandteil (1) verwendet werden. Beispiele sind niedere Alkylester, Arylester und Säurehalogenide von Dicarbonsäuren.
Bei:>|/."!e für dar- Glykol mit niederem Mo'eiuilaigewicht als Bestandteil (2) sind Äthylenglykoi, Triinethylenglykol, Tetramethylenglykol, Neopentylenglykol.
llcxanniliylenglykol, Dccamethylenglykol. C'yclohexandimeihylol. 2.2-Bis((Mivdroxyätho>yphenyl)propan. Hydrochinon und 2.2-Bis(h\droxyphenyl)-propan. Tc tramethylenglykol wird besonders bevorzugt. Die esterbildenden Derivate der Glykole von niederem -, Molekulargewicht können auch als Bestandteil (2) verwendet werden. Beispiele sind niedere Fettsäureester der Glykole und Äthylenoxide der Glykole.
Beispiele geeigneter Polyoxyalkylenglykole als Bestandteil (3) sind Polyäthylenglykol. Polypropylenglykol, Polytrimethylenglykol. Polytetramethylenglykol und Copolymere von zwei oder mehreren dieser Substanzen. Polytetramethylenglykol wird besonders bevorzugt. Die esterbildenden Derivate von Polyoxyalkylenglykolen können auch als Bestandteil (3) verwendet η werden. Beispiele sind niedere Fettsäureester dieser Polyoxyalkylenglykole. Das Polyoxyalkylenglykol als Bestandteil (3) besitzt ein mittleres Molekulargewicht vor: 500 bis 5000, bevorzug! b00 bis 4000. stärke bevorzugt 800 bis 3000. Das Verhältnis des zu >o copolymerisierenden Polyoxyalkylenglykols liegt zweckmäßig bei 5 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 85 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt bei I 5 bis 75 Gew.-°/o.
Wenn die Menge des kautschukartigen Elastomeren ;; weniger als 0.5%, bezogen auf das Gesamtgewicht des aromatischen Polyesters und der flachen Glasflocken, liegt, so ist die beabsichtigte Wirkung gering und wenn sie 50% übersteigt, wird die Festigkeit des Formkörpers verringert.
Die Polyestermasse der Erfindung kann durch Vermischen der erforderlichen Bestandteile hergestellt werden. Beispielsweise werden die flachen Glasflocken und die Epoxyverbindung und als gegebenenfalls vorliegende Bestandteile der pulverförmige anorgani- )5 sehe Feststoff, die Phosphorverbindung und/oder das kautschukartige Elastomere zu dem geschmolzenen aromatischen Polyester zugesetzt und vermischt oder man kann ein Verfahren verwenden, bei dem die aromatischen Polyesterstücke, die flachen Glasflocken und die Epoxyverbindung und gegebenenfalls der pukerförmiee anorganische Feststoff, die Phosphorverbindung und/oder das Elastomere vermischt werden und weiteres Vermischen unter Schmelzbedingungen durchgeführt wird. Vor der Verwendung können die flachen Glasflocken (und pulverförmiger anorganischer Feststoff) mit einem Kupplungsmittel oberflächenbehandelt werden.
Die Polyestermasse der Erfindung kann übliche Zusätze, wie beispielsweise Keimbildungsmittel, Gleitmittel. Antioxidantien. U'iraviolettlichtabsorber, Wärmestabilisatoren. Pigmente und Modifizierungsmittel, die von Epoxyverbindungen abweichen, in Mengen enthalten, welche die Aufgabe der Erfindung nicht verschlechtern. Andere thermoplastische Harze oder hitzehärtende Harze können auch in die Masse der Erfindung eingearbeitet werden. Diese Verbindungen können in jeder beliebigen Stufe bei der Herstellung des Polyesters zugesetzt werden.
Ferner können feuerverhindernde Zusätze in die Polyestermasse der Erfindung eingearbeitet werden. Derartige Zusätze sind aus Feuerverhinderungsmitteln oder einer Kombination mit feuerverhindernden Hilfsmitteln aufgebaut. Die Feuerverhinderungsmittel sind beispielsweise Verbindungen, weiche Halogen, Phosphor. Stickstoff u. dgl. enthalten, wie beispielsweise organische Halogenverbindungen und Phosphorverbindungen. Die feuerverhindernden Hilfsmittel sind beispielsweise Verbindungen von Metallen der Gruppe Vb des Periodischen System. Eine Reihe von Verbindungen, die als Feuerverhinderungsmittel und feuerverhindernde Hilfsmittel geeignet sind, sind bisher bekannt und sie können auch gemäß der Erfindung verwendet werden. Geeignete feuerverhindernde Zusätze sind Gemische organischer oder anorganischer Antimonverbindungen (z. B. Antimontrioxid) und organischer Halogenverbindungen (z. B. bromiertc oder chlorierte organische Verbindungen), insbesondere ein Gemisch aus Antimonirioxid und einem Carbonat eines halogenieren Bisphenols oder dessen Oligomeren. Bevorzugte Carbonate von halogeniertem Bisphenol oder dessen Oligomeren sind solche der folgenden Strukturformel:
worin Ri und Rj jeweils ein Wasserstoffatom. tine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe, Xi und X? ein Brom- oder Chloratom und m und η Zahlen von 1 bis 4 bedeuten, und sie besitzen einen mittlere' Pol/merisationsgrad von 2 bis 30. bevorzugt 2 bis 25. l.i der obigen Formel können die endständigen Gruppen beliebige organische Gruppen sein, wie beispielsweise Phenylgruppen oder substituierte Phenyl- oder Alkylgruppen. Da die flachen Glasflokken (und der pulverförmige anorganische Feststoff) unbrennbar sind, kann ein ausreichender Feuerverzögerungseffekt erreicht werden, indem das Feuerverhinderungsmittel in einer Menge von lü ba 50 Gewichtsteilen, bevorzugt 15 bis 30 Gewichtsteilen, je 100 Gewichisteile der Polyestermasse eingearbeitet wird.
Die Polyesiermasseder Erfindung ergibt Formgegenstände, die frei von Verformung sind und eine hohe Wärmeverformungstemperatur und überlegene mechanische Eigenschaften aufweisen und Dimensionsstabilität besitzen. Durch Nutzung dieser Vorteile eignet sich die Polyestermasse der Erfindung in Automobilen, elektrischen Anlagen, mechanischen Vorrichtungen und Geräten, insbesondere in Bauteilen kleiner Größe, wie beispielsweise Uhren und Kameras.
Die folgenden Beispiele in Verbindung mit den Vergleichsversuchen erläutern die Erfindung im einzelnen. Sämtliche Teile in diesen Beispielen beziehen sich auf das Gewicht.
Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele I bis VI
Zu 100 Teilen Polytetramethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität faKOC)von 1.15 wurden die in Tabelle 1 angegebenen flachen Glasflocken und Epoxyverbindungen in den angegebenen Mengen zugesetzt Die jeweiligen Gemische wurden schmelzverknetet und bei einer Zylindertemperatur von 2500C unter Verwendung eines Extruders mit einem Schnekkendurchmesser von 65 mm unter Bildung von Pellets extrudiert Pellets wurden in einer Spritzgußmaschine unter Bildung von Proben geformt, wleche für die in Tabelle I gezeigten ASTM-Prüfmethoden geeignet waren, und die Proben wurden bewertet Die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.
In den Verglcichsvcrsuchen wurde die Fpoxyverbincliing weggelassen oder Cilimmer wurde anstelle der (ilasflocken verwendet. Ansonsten wurde das gleiche
10
Verfahren wie oben wiederholt. Die F.rgcbnissc sind gleichfalls in Tabelle I wiedergegeben.
Tabelle
Füllstoff Menge r-poxvNcrbiiHliinc
Type (Teile) handelsübliches
Epoxyharz
20 Menge (Teile)
Beispiel I Hache Glasflocken 0.K
(Seitenverhältnis 20 bis 50) 40
Heispiel 2 desgl. 70 O.S
Heispiel 3 desgl. 100 0.X
Beispiel 4 desgl. 70 0.8
Beispiel 5 desgl. 70 0.1
Beispiel 6 desgl. 70 0.2
Heispiel 7 desgl. 1.0
"libelle I (Fortsetzung)
Schlagfestigkeil
ASTM D 256
kg cm cm kg cm cm
(I 4 ine» ι (I X inch)
Zugfestigkeit Dehnung Biegeeigenschaften Elastizitäts Wärme ei l'ormungs
(%) modul temperatur
ASTM D 638 (kg cm2) ASTM D 64S
Festigkeit 3.3 ASTM D 790 44000 18.6 kg cnr
(kg cnr) 3.2 Festigkeit 62000 (264 psi)
3,0 (kg cnr) 90000 CO
630 2.8 119000 130
720 3.0 980 89000 166
850 2.9 1100 90500 190
990 3.1 1300 88500 202
820 1480 203
870 1250 200
840 1360 201
1280
Bsp. 1 5.4
Bsp. 2 5.0
Bsp. 3 4.9
Bsp. 4 4.8
Bsp. 5 5.0
Bsp. 6 4.8
Bsp. 7 5.2
5.7 5.5 5.1 4.6 5.0 4.9 5.3
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Füllstoff
Type
Vergleich I flache Glasflocken
(Seitenverhältnis 20 bis 50)
Vergleich Il desgl.
Vergleich III desgl.
Vergleich IV desgl.
Vergleich V Glimmer
Vergleich VI desgl.
Menge (Teile)
20
40 70 100 70 70
Tabelle I (Fortsetzung)
Epoxyverbindiing
Type
(Menge [Teile])
keine
keine
keine
keine
Epoxyharz (0,8)
keine
Schlagfestigkeit Zugeigenschaften Biegeeigenschaften Elastizitäts Wärmeverformungs
modul temperatur
ASTM D 256 ASTM D 638 (kg/cm2) ASTM D 648
kg cm/cm kg cm/cm Festigkeit Dehnung ASTM D 790 18.6 kg/cm2
(1/4 inch) (18 inch) (kg/cm2) (%) Festigkeit (264 psi)
(kg/cm2) CQ
Vergl. I 4.7
Vergl. II 4.2
Vergl. III 3.5
Vend. IV 2.8
Vergl. V 3.2
Vend. VI 2.9
5.4 4.8 3.9 3.0 3.4 3,3
590 645 720 800 730 715
2,9 2,7 23 2,1 1,6 1.5
920 990 1090 1190 1030 1000
42500
61000
89000
116000
114000
117000
134 169 192 204 194 195
Wie sich klar aus den in Tabelle I wiedergegebenen (•Ergebnissen zeigt, besitzen die aus den Massen der Erfindung hergestellten Formkörper sehr hohe Schlug festigkeit, Zugfestigkeit und Biegefestigkeit. Im Gegensatz dazu waren Formkörper, die aus den Massen hergestellt waren, welche keine F.poxyverbindung enthielten, hinsichtlich der obigen Eigenschaften schlechter. Wenn Glimmer anstelle der Glasflocken verwendet wurde, in ierscheidet sich die mechanische Festigkeit eines aus der Epoxyverbindung enthaltenden Masse hergestellten Formkörpers nicht viel von derjenigen eines Formkörpers, der aus der Masse hergestellt wurde, die keine Epoxyverbindung enthielt. Mit anderen Worten, wenn Glimmer zugesetzt wird, ergibt sich kaum eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit von Formkörpern durch die Zugabe der Epoxyverbindung, wie erfindungsgemäß beabsichtigt.
Die jeweiligen Massen nach Beispiel 3 und Ver-
gleichsbeispiel III wurden zu Scheiben mit einer Dicke von 1,6 mm und einem Durchmesser von 10,2 cm durch eirii: Spptzguß—aschir..· geformt, jede dieser Scheiben wurde auf einen flachen Tisch, der aus Prä/.isionsgußeisen gefertigt war. gebracht und das maximale Spiel zwischen der Tischoberfläche und der Scheibe wurde durch einen Höhenmaßstab gemessen. In dem Formkörper von Beispiel 3 betrug der Spielraum 0,05 mm während er in dem Formkörper von Vergleich III 0,08 mm betrug. Somit besaii der in Beispiel 3 erhaltene Formkörper weniger Verformung.
Es wurden Teststücke zur Zugfestigkeitsprüfung gemäß ASTM D-638 aus den Massen von Beispiel 3 und Vergleich IiI hergestellt. Diese Teststücke wurden in ein Geer-Alterungstestgerät bei 1850C während der in Tabelle Il angegebenen Zeiträume gebracht und dann wurden deren Zugfestigkeiten gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle Il wiedergegeben.
Tabelle Il Zugfestigkeit
nach
5 Tagen
(kg/cm2)
nach
10 Tagen
nach
20 Tagen
935
710
810
520
580
360
Beisp. 3
Vergl. III
Aus Tabelle 11 ist ersichtlich, daß der Formkörper aus der erfindungsgemäßen Masse sehr gute thermische Stabilität aufweist.
Beispiele 8bis 10und
Vergleichsbeispiele VII bis XII
Zu 100 Teilen Polytetramethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität Ψ,-,·) von 1,50 wurden die in Tabelle III wiedergegebenen flachen Glasflocken, die pulverförmigen anorganischen Feststoffe und Epoxyverbindungen in den angegebenen Mengen zugesetzt. Das jeweilige Gemisch wurde schmelzgeknetet und bei einer Zylindertemperatur von 350°C unter Verwendung eines Extruders mit einem Schneckendurchmesser von 65 mm unter Bildung von Pellets extrudiert.
Die Pellets wurden in einer Spritzgußmaschine unter Bildung von Formstücken, die für die in Tabelle III gezeigten ASTM-Prüfmethoden geeignet waren, geformt. Die Formstücke wurden getestet und die Ergebnisse sind in Tabelle 111 wiedergegeben.
Es wurden Formstücke mit einer Schweißung durch Formung in einer Form für den ASTM-Test D-638. bestehend aus einer Stäbchenform und einem Steg bzw. Anouß an beiden Enden, die zur Erzeugung einer am Mittelteil der Stäbchenform erzwungenen Schweißung geeignet waren, hergestellt. .
In den Vergleichen wurde die Epoxyverbindung weggelassen oder es wurden Glasfasern anstelle der Glasflocken verwendet. Im übrigen wurde das g.eiche Verfahren wie oben wiederholt und die Ergebnisse sind gleichfalls in Tabelle 111 wiedergegeben.
Tabelle ill
Flache Glasflocken
(Seitenverhältnis 20 bis 50)
(Teile)
Pulverförmiger anorganischer
Feststoff
(Menge {Teile])
Epoxyharz
(Menge [Teile])
Beispiel 8 35
Beispiel 9 50
Beispiel 10 15
Beispiel 11 35
Beispiel 12 35
Vergleich VII 50
Vergleich VIII 95
Vergleich IX 60
Vergleich X Glasfaser 35»)
Vergleich XI 35
Vereleich XII 35
Mineral vom Feldspattyp (35)
Mineral vom Feldspattyp (15)
Mineral vom Feldspattyp (15)
CaJciumcarbonat (35)
Kaolinton (35)
Mineral vom Feidsp»v.:yp (15)
Mineral vom Feldspattyp (60)
Mineral vom Feldspattyp (95)
Mineral vom Feldspattyp (35)
Cakiumcarbonat (35)
Kaolin*?:. (35)
2.5
2,5
2,5
4.0
0,5
keine
2.5
2.5
2,5
keine
keine
*) Stapelfaser. Faserlänge 3 mm.
,libelle ill (Fortsetzung) /iigsigenschaften 28 48 719 14 liiaMi/iia
ASTM D-6.1X (kg CIiV)
I estigkeit Hiegeeigensch.illen 65 χ K)'
13 (kg cnv) SchueiBleslig- ASTM P-740 75 >. ;o'
690 keitsvcrliüllni - resu^keit 4S χ i:V
Beispiel S 760 Pe liming Ik? cnv ι (UX K)1
Beispiel 9 610 r;,) 1200 64- 10'
Beispiel 10 670 4.5 0.85 1300 73 χ K)1
Beispiel 11 660 4.0 0.81 1000 93 χ 10'
Beispiel 12 660 5.5 0.90 1 150 70 χ K)'
Vereleieh VII 900 3.7 0.84 Ί40 80 χ 10'
Vergleich VIII 710 3.5 0,83 1100 64 χ K)1
Vergleich IX 1200 3.2 0.48 14SO 64 χ 10"
Vergleich X 580 3.0 0.37 1230
Vergleich Xl 575 3.3 0.38 1800
Vereleieh XlI 3.5 0.35 1040
3.1 0.77 1010
2.9 0.77
Die in Tnbelle III wiedergegebenen Ergebnisse Reigen, daß die aus den Massen der Erfindung hergestellten Formkörper ein sehr hohes Schweißfestigkeitsverhältnis und überlegene Zugfestigkeit und Biegefestigkeit aufweisen. Im Gegensatz dazu besitzt der Formkörper, der aus der Masse von Vergleich VII hergestellt wurde und k.ine Epoxyverbindung enthält, ein weit niedrigeres Schweißfestigkeitsverhältnis und niedrigere Zugfestigkeit und Biegefestigkeit als der aus der Masse von Beispiel 9 hergestellte Formkörper.
Die aus den Massen der Vergleiche VIII und IX hergestellten Formkörper, wobei die Massen die flachen Ciasflocken oder den pulverförmigen anorganischen Feststoff in Mengen über die angegebenen Bereiche der Erfindung hinaus enthalten, besitzen ein weit niedrigeres Sch wei Bf estigkeits verhältnis.
Der aus der Masse von Vergleich X, welche Glasfasern anstelle der flachen Glasflocken enthielt, hergestellte Formkörper besitzt höhere Zugfestigkeit und Biegefestigkeit, jedoch ein weit geringeres Schweißfestigkeitsverhältnis als der Formkörper, der aus der Masse von Beispiel 8 hergestellt wurde. Der absolute Wert der Zugfestigkeit eines eine Verschweißung enthaltenden Formkörpers betrug 587 kg/cm2 in Beispiel 8, jedoch nur 420 kg/cm2 im Vergleich X.
Es wurden Scheiben mit einer Dicke von 1,6 mm und einem Durchmesser von 10,2 cm durch eine Spritzgußmaschine aus den Massen von Beispiel 8 und Vergleich X hergestellt. Die Scheiben wurden auf einen aus Präzisionsguiieisen gefertigten flachen Tiscn gebracht und der maximale Spielraum zwischen der Tischoberfläche und der Scheibe wurde durch einen Höhenmaßstab gemessen. Er betrug 0,04 mm in Beispiel 8, jedoch 7,2 mm im Vergleich X, wodurch sich ergibt dal5 der Formgegenstand von Beispiel 8 eine erheblich verringerte Verwerfung aufweist
Es wurden Teststücke zur Zugfestigkeitsprüfung gemäß ASTM D-638 aus den Massen der Beispiele 9,11 !.!■nd 12 und den VergisicHcr·· VM. Xl and XH hergestellt und sie wurden jeweils in ein Geer-AUerungsprüiserät bei 185° C während der in Tabelle IV angegebenen Zeiträume gebracht. Dann wurden die Zugfestigkeiten dieser Stücke gemessen und die Ergebnisse sind sr: Tabelle IV wiedergegeben.
25 Tabelle IV Zugfestigkeit
nach
5 Tagen
(kl! CIH1I
nach
10 Tagen
nach
:o Tagen
805
705
685
735
650
615
515
470
435
JU Beisp. 9
Beisp. 11
Beisp. 12
665
575
560
475
430
405
330
300
275
35 Vergl. VII
Vergl. XI
Verel. XII
Aus den in Tabelle IV gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Formgegenstände aus den Massen der Erfindung sehr gute thermische Stabilität aufweisen.
Beispiele 13 bis 15 und
Vergleichsbeispiele XlII bis XV
so Zu 100 Teilen Polytetramethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität ίπ,ρ/1-) von 1,50 wurden die in Tabelle V wieiieraege'ue-en flachen Glasflocken, :/e Epoxyverbindungen und Phosphorverbindungen und gegebenenfalls der pulverförmige anorganische Feststoff oder ein Acrylpfropfcopolymeres in den angegebenen Mengen zugegeben. Die jeweiligen Gemische wurden schmelzgeknetet und bei einer Zylindertemperatur von 260°C durch einen Extruder mit einem Schneckendurchrnesser von 65 mm unter Bildung von Pellets extrudiert.
Die Pellets wurden dem Spritzguß unterworfen und die Eigenschaften der Formgegenstände wurden gemessen. Die Ergebnisse simJ «ττ Tabelle V wiedergegeben.
In den Vergleichen wurde die Phosphorverbindung weggelassen und ansor^en wurde das gieiUie Verfahren wie oben wiederVs
in TabiiiS V
Die Ergebnli^;.· s'.nd gleichfalls
Tabelle V 15 28 Beispiel
13
48 719 Vergl.
XIV
16 Beispiel
15
Vergl.
XV
Vergl.
XIII
Beispiel
14
Harzformulierung 70
Menge der flachen Glasflocken
(Seitenverhältnis 20-50), (Teile)
0,5
Epoxyharz
Menge (Teile)
Trimethyl
phosphit
Phosphorverbindung
Type
0,2
Menge (TeUe)
Pulverförmiger anorganischer
Feststoff
Type
-
Menge (Teile) _
Menge an kautschukartigem
Acrylpfropfcopolymeren
35
4,0
Natriummono phosphat
0,5
Calciumcarbonat
35
35
4,0
Calciumcarbonat
35
2,5
Tributylphosphat
1,0
Feldspatmineral
35
Feldspatmineral 35
FlieBiähigkeit
bei Beginn der Formung (cm) nach der 5. Spritzung (cm) nach der 10. Spritzung (cm) nach der 15. Spritzung (cm) nach der 20. Spritzung (cm)
Zugfestigkeit (ASTM D-638, kg/cm2) Bruchdehnung (ASTM D-638, %)
Biegefestigkeit (ASTM D-790, kg/cm2) Biegemodul (ASTM D-790, kg/cm2)
In Tabelle V wurde die Fließfähigkeit jeder Masse durch Formung der Masse in einer Spritzgußmaschine mit einer Spiralform (mit einer Stärke von 3 mm und einer Breite von 10 mm im Querschnitt) unter Beibehaltung der Zylindertemperatur auf 250° C, der Formtemperatur bei 60° C und des Spritzdrucks bei 1000 kg/cm2 und Vergleich der bei Beginn der Formung, bei der fünften Spritzung, der zehnten Spritzung, der fünfzehnten Spritzung und der zwanzigsten Spritzung gemessenen Spirallänge bestimmt.
Aus den in Tabelle V gezeigten Ergebnissen ist klar, daß die Veränderungen in der Spirallänge (d. h„ die Veränderungen der Fließfähigkeit) von Spritzung zu Spritzung in den Massen der Erfindung sehr gering sind. Dies bedeutet, daß die Massen der Erfindung sehr gute Stabilität im geschmolzenen Zustand aufweisen. Dage gen sind in den Massen der Vergleiche die absoluten Werte der Spirallänge gering und die Spirallänge wird zunehmend von Spritzung zu Spritzung kürzer. Dies bedeutet, daß durch die Verweildauer der Massen in dem Zylinder deren Fließfähigkeiten verändert werden, d. h., diese Massen besitzen schlechte Stabilität im geschmolzenen Zustand.
36 35 30 29 32 31
36 34 30 26 32 29
37 32 31 22 32 28
38 29 32 18 33 26
38 26 32 15 34 25
849 853 668 660 600 610
3,1 2,9 3,1 3,0 6,4 4,7
1310 1290 1137 1140 1005 1013
89 000 90000 64 000 65 000 52 700 53 200
Es wurden Scheiben von 1,6 mm Dicke und 10,2 cm Durchmesser aus den Massen der Erfindung hergestellt. Es wurde festgestellt, daß diese sämtlichen Scheiben praktisch frei von Verformung waren.
Beispiel 16 und Vergleichsbeispiele XVI und XVII
Zu 100 Gewichtsteilen Polytetramethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität (η,ρ/c) von 1,22 wurden 15 Gewiclmteile flacher Glasflocken (Seitenverhältnis von 30 bis 50) und pulverförmiger Feldspat und ein handelsübliches Polytetramethylenterephthalat- blockcopolymeres als Polyether-ester)elastomeres in den in Tabelle Vl angegebenen Mengen zugegeben. Die jeweiligen Gemische wurden schmelzgeknetet und bei einer Zylindertemperatur von 24CTC durch einen Extruder mit einem Schneckendurchmesscr von 50 mm unter Bildung von Granulat (chips) extrudiert.
Das Granulat wurde unter Verwendung einer 28-g-Spritzgußmaschine unter den folgenden Bedingungen dem Spritzguß unterzogen.
230 261/429
Formungstemperatur: 240° C
Formungszyklus: Primärdruck (hydraulischer Druck: 80 kg/cm2) 2 see; Sekundärdruck (hydraulischer Druck: 50 kg/cm2) 8 see; und Kühlzeit 25 see.
Formtemperatur: 60° C
Die Schlagfestigkeit (Dicke: 6,3 mm Stücke, sowohl gekerbt als ungekerbt) und die Stich- bzw. Gewindefestigkeiten der Formkörper wurden gemessen. Die Stichfestigkeit wurde durch eine vereinfachte Methode gemessen, bei der ein Loch mit einem Durchmesser von
4 mm in ein 63 mm Teststück durch eine Bohrmaschine eingebracht wurde, eine hölzerne Schraube mit einem Außendurchmesser von 4,5 mm und einer Länge von
5 cm in das Loch eingeschraubt wurde und die Länge
(cm) der hölzernen Schraube, die bis zum Bruch des Formkörpers eingeführt werden konnte, gemessen wurde. Je größer dieser Wert ist, um so höher ist die Stichfestigkeit
Rache Platten von 9,90 cm Länge, 10,35 cm Breite und 0,2 cm Dicke wurden unter Verwendung einer Spritzgußmaschine vom Reihenschneckentyp, hergestellt von Nikko Anker (100 g) hergestellt und die prozentuale Formungsschrumpfung der erhaltenen flachen Platten wurde gemessen. Wenn die prozentualen Formungsschrumpfungen in der Längs- und Querrichtung sich mehr einander nähern (d. h. wenn das Verhältnis der prozentualen Schrumpfungen sich stärker 1,0 nähen) so ist die Verformung des Fonnkörpers geringer und daher ist die Spannung in Formkörpern verschiedener Konfigurationen geringer. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI wiedergegeben.
Tabelle VI .-Sl Epoxyver- Eigenschaften der Formkörper Stich 1.01 Prozent. Fort nungs- Verhältnis
Menge (Gew Elasto bindung Schlagfestigkeit festigkeit 0.95 schrumpfung (%) der prozent
Pulver meres C> (6.3 mm. 1/4 inch) ungekerbt I cm) längs quer Schrump
fungen
formiger gekerbt 0.75
Feldspat 0.5 75.2 1.35 1.69 1.25
Bsp. 5 5.2 71.5 1.38 1.73 1.25
16
\/ 1
15 5 5.1
Vgl.
XVI
15 50.0 1.40 1.75 1.25
VeI. 4.6
XVII 15
(*> Cilycennpoiyglycidyläther.
Wie sich klar aus den in Tabelle VI gezeigten Ergebnissen ergibt, besitzt der Formkörper aus der Polyestermasse der Erfindung erheblich verbesserte Schlagfestigkeit und Stichfestigkeit.
Beispiel 17 und
Vergleichsbeispiele XVIII und XIX
Zu 100 Teilen Polytetramethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität (r\sp/c) von 1,22 wurden pulverförmiger Feldspat, flache Glasflocken und das gleiche Polyether·ester)elastomere wie in Beispiel 16 verwendet, in den in Tabelle VII angegebenen Mengen zugegeben. Jedes der Gemische wurde schmelzgeknelet und bei einer Zylindertemperatur von 240°C unter Verwendung eines Extruders mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm zur Bildung von Granulaten extrudiert.
Die Granulate wurden in einer 28 g Spritzgußmaschine unter den folgenden Bedingungen dem Spritzguß unterzogen.
Formungstemperatur: 240° C
Formungszyklus: Primärdruck (hydraulischer Druck: 80 kg/cmJ) 2 see. Sekundärdruck (hydraulischer Druck: 50 kg/cm2) 8 see: und Kühlungszeit 25 see.
Formtemperatur: 60'C.
Die Schlagfestigkeiten (6,3 mm dicke Teststücke, sowohl gekerbt als ungekerbt), Stichfestigkeiten (das gleiche wie in Beispiel 16) und Wärmeverformungstemperaluren (63 mm Testslücke unter eine Belastung von 28.6 kg/cm2 der Formkörper) wurden gemessen.
Ebene Platten von 9.90 cm Länge, 1035 cm Breite und 0,20 cm Dicke wurden unter Verwendung einer Spritzgußmaschine vom Reihenschneckentyp (100 g, hergestellt von Nikko Anker) herstellt und die prozentuale Formungsschrumpfung der flachen Platten wur Je gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle VII wiedergegeben.
Tabelle VII Mengen (Teile) - Cilas- Epoxy- Eigenschaften der ι. 1,4 inch) Formkörper Prozent. For Verhält Wärmever
Zugegebene Elasto flok- verbin- Schlagfestigkeit unge Stich mungsschrump nis der formungs
Pulver meres ken dung (6,3 mm kerbt festig fung (%) Schrump temperatur
förmiger (·) ge keit längs quer fungen (0C)
Feldspat kerbt 81.4 (cm)
20 0.5 75,0 1.33 1.50 1.13 104
Bsp. 5 20 5.6 1.13 1.33 1.50 1.13 115
17 10 5 5.3 77.9 0.98
Vgl.
XVIII
10 20 1.13 1.28 1.21 102
Vgl. 10 5.4 1.04
XIX 10
(*) filyccrinpolyglvtidyliilhiT.
Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, daß die Polyestermasse der Erfindung einen Formkörper mit überlegener Schlagfestigkeit (gekerbt und ungekerbt), Stichfestigkeit und Wärmeverformungstemperatur und verminderter Verfomiung ergibt
Beispiel 18
Zu 100 Teilen Polytetramethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität (i\Sp/c) von 1,50 wurden 80 Teile flache Glasflocken mit einem Seitenverhältnis von 20 zu 50, 10 Teile eines kautschukartigen Copolymeren und 0,5 Teile einer Epoxyverbindung zugegeben. Das Gemisch wurde schmelzgeknetet und bei einer Zylindertemperatur von 2500C unter Verwendung eines Extruders mit einem Durchmesser von 65 mm unter Bildung von Pellets extrudiert
10 Teststücke von 50 mm Breite, 150 mm Länge und 2 mm Dicke wurden zur Schlagfestigkeitsprüfung aus diesen Pellets hergestellt und nach der Kugel-Fallmethode JIS K. 6745-1976 geprüfL Sämtliche 10 Teststücke wurden durch eine Stahlkugel von 1 kg nicht zerbrochen, die man aus einer Höhe von 70 cm fallen ließ. Diese Tatsache bedeutet, daß der aus der Masse der Erfindung hergestellte zusammengesetzte Formkörper sehr gute Schlagfestigkeit aufweist
Dann wurden aus den Pellets Scheiben von 1,6 mm Dicke und 102 cm Durchmesser hergestellt. In den Scheiben war praktisch keine Verformung ersichtlich.
Das oben beschriebene kautschukartige Copolymere wurde durch die folgenden Stufen (a) und (b) hergestellt.
(a) In ein Polymerisau>n$gefäß wurden 1 Teil disproportioniertes Kaliumrhodinat 200 Teile Wasser. 0,19 Teile Formaldehyd-Natriumsulfoxylatdihydrat 0,005 Teile Eisen(II)-sulfat und 0,01 Teile Dinatriumäthylendiamintetraacetat eingebracht <ind wurden auf 600C in einem Stickstoffstrom erhitzt Unter Rühren wurde ein Gemisch aus 100 Teilen Butylacrylat, 0,5 Teilen Allylmethacrylat und 0,2 Teilen Cumolhydroperoxid tropfenweise im Verlauf von 5 Std. zugegeben. Weiterhin wurde die Temperatur auf 800C erhöht und die Reaktion wurde bei dieser Temperatur während 3 Std. unter Bildung eines Polybutylacrylatlatex durchgeführt
(b) In ein Polymerisationsgefäß wurden 60 Teile (als Feststoffgehalt) des erhaltenen Polybutylacrylatlatex, 1 Teil disproportioniertes Kaliumrhodinat, 200 Teile Wasser (einschließlich des Wassers in dem Latex), 0,19 Teile Formaldehyd-Natriumsulfoxylat-Dihydrat, 0,005 Teile Eisen(II)-sulfat und 0,01 Teile Dinatriumärhylendiamintetraacetat eingebracht und sie wurden auf 70°C in einem Stickstoffstrom erhitzt Unter Rühren wurde ein Gemisch aus 24 Teilen Methylmethacrylat, 8 Teilen Styrol, 8 Teilen Acrylnitril, 0,25 Teilen Triallylisocyanurat und 0,2 Teilen Cumolhydroperoxid tropfenweise im Verlauf von 2 Std. zugegeben. Die Temperatur wurde weiter auf 80" C erhöht und die Polymerisation wurde bei dieser Temperatur während 3 Std. fortgesetzt Das erhaltene Copolymere wurde mit Wasser gewaschen und in üblicher Weise unter Bildung des gewünschten Copolymeren als Pulver getrocknet
Vergleichsbeispiel XX
Es wurde der Einfluß verschiedener Glasfüllstoffe auf die mechanischen und thermischen Eigenschaften und die Verwerfung der erhaltenen Formkörper untersucht Es wurden hierzu im Handel erhältliche Glaspulver oder Glaskugeln gemäß der DE OS 22 06 804 oder Glasfasern gemäß der DE-OS 16 94 208 jeweils in der gleichen Weise und in der gleichen Menge wie die in Beispiel 3 verwendeten Glasflocken verwendet
Die bei den Versuchen erhaltenen Scheiben wurden auf einen flachen Tisch, der aus Präzisionsgußeisen gefertigt war, gebracht, und das maximale Spiel zwischen der Tischoberfläche und der Scheibe wurde durch einen Höhenmaßstab zur Ermittlung der Unebenheit (Spiel) gemessen.
Wie sich aus den Werten der nachfolgenden Tabelle VIII ergibt, konnte die Verwerfung nur mit den erfindungsgemäßen Glasflocken praktisch verhindert werden, wobei der Formkörper außerdem noch überlegene und ausgeglichene mechanische und thermische Eigenschaften besaß.
Tabelle VIII
Schlagfestigkeit 3,6 mm
(kg - cm/cm)
Zugetgenschaft Biegeeigenschaften Elastizi
tätsmodul
(kg/cm2)
Wärmever-
formungs-
temperatur
Spiel
(mm)
ASTM D 256 ASTM D 638 ASTM D 790 ASTMD648
6,3 mm
(kg ■ cm/cm)
Festigkeit Dehnung
(kg/cm2) (%)
Festigkeit
(kg/cm2)
18,5 kg/cm2
(Q
Beispiel 3
Glasflocken
4,9
Versuch XX A 12,9
Glasfasern
Versuch XX B
Glaspulver
Versuch XX C
OlasDerlen
4,6
3,6
5,1
10,0
5,2
4,2
850 3,0 1300 90 000 190 0,05
1400 4,0 2200 iiöööo 213 6,5
700 4,0 1100 53 000 140 0,15
670 4,0 1100 54 000 125 0,10

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Polyesterformmasse aus (A) 100 Gewichtsteilen eines aromatischen Polyesters, (B) 5 bis 150 Gewichtsteilen flachen Glasflocken mit einem längsten Durchmesser von nicht mehr als 1000 μπι und einem Verhältnis des längsten Durchmessers zu ihrer Dicke von wenigstens 5, von denen bis zur Hälfte durch einen pulverförmigen anorganischen Feststoff ersetzt sein können, (C) 0.01 bis 10Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von (A) und (B), einer Epoxyverbindung mit zwei Epoxygruppen und gegebenenfalls (D) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von (A) und (B), einer Phosphorverbindung und/oder gegebenenfalls (E) 0,5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von (A) und (B), eines kautschukartigen Elastomeren in Form eines Copolymeren mit einem Gehalt an 30 bis 90% eines Acrylesters als Monomerbestandteil und/oder eines Polyether· ester)elastomerea
2 Polye!>iermasse nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem übliche Zusatzstoffe für Polyeaermassen enthält.
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