DE2849593A1 - Polyestermasse - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine aromatische Polyestermasse, insbesondere eine aromatische Polyestermasse,
die zur Herstellung von Formgegenständen mit hoher Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und Warmeverformungstemperatur
und verringerter anisotroper Schrumpfung fähig ist.
Aromatische Polyester, insbesondere Polybutadiolterephthalat
(PBT abgekürzt), haben eine überlegene Verarbeitungsfähigkeit, chemische Eigenschaften und mechanische
Eigenschaften. Beispielsweise können sie ohne Wärmebehandlung oder ohne Anwendung einer bei hoher Temperatur
gehaltenen Form kristallisiert werden und haben eine niedrige Vasserabsorption. Trotz der überlegenen Eigenschaften
von PBT haben Formgegenstände aus PBT eine niedrige Värmeverformungstemperatur und dies begrenzte die
Anwendung innerhalb eines weiteren Anwendungsbereiches.
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Es ist bekannt, anorganische Füllstoffe wie Glasfasern, pulverförmigen Quarz, Glimmer oder Talk zu aromatischen Polyestern zuzusetzen, um die physikalischen,
thermischen und chemischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Steifigkeit, Wärmeverformungstemperatur und Dimensionsstabilität von hieraus hergestellten Formgegenständen zu verbessern. Falls Glasfasern
verwendet werden, tritt eine Anisotropie gemäß der Strömungsrichtung des Harzes während der Formung in den Formprodukten auf und verursacht eine Verwerfung derselben.
Die Anisotropie ist gering, falls Glimmer oder Talk verwendet werden, jedoch wird die Schlagfestigkeit markant
verringert. Die Anwendung von pulverförmigem Quarz hält eine gute Schlagfestigkeit bei und verringert die Anisotropie. Auf Grund der Härte von Quarz stellt dieser jedoch ernsthafte Probleme und verursacht eine Abnützung der
Schnecken oder Zylinder beim Compoundieren desselben mit dem Polyester in Extrudern.
Im Rahmen der Erfindung wurden ausgedehnte Untersuchungen zur Lösung dieser Probleme vorgenommen und
dabei gefunden, daß die Zugabe von pulverförmigem Feldspat zu einem aromatischen Polyester, insbesondere PBT,
Massen ergibt, die Formgegenstände mit überlegener Schlagfestigkeit und Zugfestigkeit und einer hohen Wärmeverformungstemperatur, die frei von Verwerfen sind, ergeben.
Gemäß der Erfindung ergibt sich eine Masse aus 100 Ge·
wichtsteilen eines aromatischen Polyesters und 5 bis Gewichtsteilen an pulverförmigem Feldspat.
PBT wird als aromatischer Polyester im Rahmen der Erfindung bevorzugt verwendet. Andere brauchbare aromatische Polyester umfassen Polyalkylenterephthalate wie
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Polyäthylenterephthalat und Polyalkylennaphthalate
wie Polyäthylennaphthalat und Polybutylennaphthalat.
Wie allgemein bekannt ist, wird PBT durch eine Veresterungsreaktion oder eine Esteraustauschreaktion zwischen Terephthalsäure oder deren esterbildenden Derivaten als Säurekomponente und 1,4-Butandiol oder dessen
esterbildenden Derivaten als Glykolkomponente gebildet. PBT enthält Copolymere, die aus einer Säurekomponente mit einem Gehalt von mindestens 80 Mol-% Terephthalsäure und einer Glykolkomponente, die mindestens 80 Mol-%
1,4-Butandiol enthält, bestehen. Beispiele für comonomere Bestandteile dieser Säurekomponente sind Isophthalsäure, p-Hydroxybenzoesäure, Adipinsäure, Sebacinsäure,
1,10-Decandicarbonsäure und verschiedene Naphthalindicarbonsäuren. Hiervon wird 1,10-Decandicarbonsäure bevorzugt. Beispiele für comonomere Bestandteile der Glykolkomponente umfassen Äthylenglykol, Propylenglykol, Hexamethylenglykol, 1,4-Cyclohexandiol und Neopentylglykol.
PBT kann auch ein Verzweigungsmittel und/oder ein Endblockierungsmittel enthalten.
Bevorzugt hat der erfindungsgemäß eingesetzte aromatische Polyester eine Intrinsikviskosität (T)) von
mindestens 0,58, insbesondere mindestens 0,65, insbesondere mindestens 0,71. Die reduzierte Viskosität gemäß
der Erfindung wird in Orthochlorphenol bei 35°C bei einer Polymerkonzentration von 1,2 g/100 ml bestimmt.
Der erfindungsgemäß eingesetzte pulverförmige Feldspat ist ein pulverisiertes Produkt aus Feldspat wie
Orthoclas und Plagioclas, vorzugsweise ein pulverisiertes Produkt von Nephelinsyenit. Die Menge des pulverförmigen
Feldspats in der Harzmasse beträgt 5 bis 150 Gewichtsteile, vorzugsweise 10 bis 120 Gewichtsteile, stärker bevorzugt
20 bis 100 Gewichtsteile, auf 100 Gewichtsteile des aromatischen Polyesters. Sein Teilchendurchmesser ist nicht
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besonders beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise 1 bis
50 Mikron. Feldspatpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 30 Mikron werden
besonders bevorzugt.
Im Rahmen der Erfindung wurde auch festgestellt, daß, falls ein plattenartiger anorganischer Füllstoff
in die Masse gemäß der Erfindung als zusätzlicher Bestandteil einverleibt wird, die Steifigkeit, der Biegungsmodul
und die Wärmeverformungstemperatur der aus der erhaltenen Masse hergestellten Formgegenstände verbessert werden
können und, falls ein bestimmtes kautschukartiges Elastomeres einverleibt wird, die Schlagfestigkeit der aus der
erhaltenen Masse hergestellten Formgegenstände erhöht werden kann. Als eine Modifikation liefert somit die Erfindung
eine Masse, welche 100 Gewichtsteile eines aromatischen Polyesters, 5 bis 150 Gewichtsteile an pulverförmiger
Feldspat und 5 bis 120 Gewichtsteile eines plattenartigen
anorganischen Füllstoffes und/oder 1 fci_ 100 Gewichtsteile eines kautschukartigen Elastomeren enthält.
Der plattenartige anorganische Füllstoff umfaßt beispielsweise Glasflocken und Glimmer. Die Glasflocken haben
nach der Einverleibung in das aromatische Polyesterharz einen langen Durchmesser von nicht mehr als 1 000 Mikron,
vorzugsweise 1 bis 50 Mikron, und ein Aufsichtsverhältnis (Verhältnis von langem Durchmesser zu Dicke) von
mindestens 5, vorzugsweise mindestens 10, besonders bevorzugt mindestens 30. Im Handel erhältliche Glasflocken
können erfindungsgemäß verwendet werden. Bisweilen unterliegen die Glasflocken einer gewissen Pulverisierung, wenn
sie mit dem Harz vermischt werden.
Venn der lange Durchmesser der Glasflocken 1 000 Mikron
übersteigt, wird es schwierig, diese einheitlich mit den
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Harz zu vermischen und die Eigenschaften der aus der erhaltenen Masse hergestellten Pormgegenstände werden
uneinheitlich. Glasflocken mit einem Aufsichtsverhältnis von weniger als 5 ergeben keinen Effekt zur Erhöhung der Wärmeverformungstemperatur der Formgegenstände.
Die Menge der Glasflocken beträgt 5 bis 120 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des aromatischen Polyesters. Falls die Menge niedriger als 5 Gewichtsteile ist,
wird der gewünschte Effekt nicht voll gezeigt und wenn die Menge 120 Gewichtsteile überschreitet, sind die Glasflocken schwierig einheitlich mit dem Harz zu vermischen
und das erhaltene Harz hat eine verringerte Verformbarkeit.
Beispiele für kautschukartige Elastomere, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind Elastomere,
die durch Copolymerisation eines Vinylmonomeren mit einem aus der Gruppe von Homo- oder Copolymeren mit
einem Gehalt von mindestens 70 % einer sich von einem Acrylsäureester ableitenden Einheit, worin die Alkylgruppe 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthält, ausgewählten
Grundpolymeren erhalten wurden. Diese Elastomeren enthalten 30 bis 90 % an Acrylestereinheiten. Die Copolymerisation kann durch Pfropfcopolymerisation, wahllose
Copolymerisation oder Blockcopolymerisation ausgeführt werden. Vom Gesichtspunkt der Verbesserung der Schlageigenschaften wird die Pfropfcopolymerisation bevorzugt.
Beispiele für Homopolymere der Acrylester, worin die Alkylgruppe 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthält, sind
Polyäthylacrylat, Polybutylacrylat und Polyoctylacrylat.
Copolymere der Acrylester umfassen Copolymere der Acrylester und Vinylmonomere wie Methylmethacrylat, Allyl-
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methacrylat und Styrol* Solche mit einem Gehalt von
mindestens 70 % an Acrylestereinheiten werden zur Verbesserung der Schlageigenschaften bevorzugt.
Die mit den Grundpolymeren copolymerisierbaren Vinylmonomeren sind beispielsweise Methacrylsäureester,
aromatische Vinylmonomere und Vinylcyanide. Diese Vinylmonomeren können sowohl einzeln als auch als Gemische
von zwei oder mehreren eingesetzt werden. Beispiele für Methacrylsäureester umfassen Methylmethacrylat,
Äthylmethacrylat, Propylmethacrylat, Allylmethacrylat,
Isopropylmethacrylat und Butylmethacrylat. Methylmethacrylat wird bevorzugt. Beispiele für aromatische Vinylmonomere sind Styrol, 06-Methylstyrol, Vinyltoluol, Vinylxylol, Trimethylstyrol und halogenierte Styrole.
Styrol wird bevorzugt. Vinylcyanidmonomere sind beispielsweise Acrylnitril und Methacrylnitril. Acrylnitril wird
bevorzugt.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Acrylsäureesterelastomere enthält, falls es durch Pfropfcopolymerisation hergestellt ist, 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise
40 bis 80 Gew.-% des Grundpolymeren. Venn der Gehalt des
Grundpolymeren weniger als 30 Gew.-% beträgt, ist die
Verbesserung der Schlageigenschaften nicht ausreichend. Wenn er 90 Gew.-% überschreitet, wird ein einheitliches
Vermischen desselben mit dem aromatischen Polyester schwierig und die erhaltene Masse hat eine schlechte Verformbarkeit.
Ein Poly(äther*ester)-elastomeres kann auch erfindungsgemäß eingesetzt werden. Das Poly(äther·ester)-elastomere bezeichnet ein Polyesterelastomeres, welches
sich von (1) einer Dicarbonsäure und/oder ihrem esterbildenden Derivat, (2) einem Glykol von niedrigem MoIe-
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kulargewicht und/oder dessen esterbildendem Derivat und
(3) einem Polyoxyalkylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 5 000 und/oder dessen esterbildendem Derivat ableitet, wobei der sich von
den Bestandteilen (1) und (2) ableitende Polyester einen Schmelzpunkt von mindestens 1400C besitzt und das Gewicht der sich von dem Bestandteil (3) ableitenden Einheit 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Polymere,
beträgt.
In typischer Weise besteht der Bestandteil (1) aus einer aromatischen Dicarbonsäure. Beispiele für bevorzugte aromatische Dicarbonsäuren sind Terephthalsäure,
Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäuren, Diphenylcarbonsäure, Diphenylsulfondicarbonsaure, Diphenoxyäthandicarbonsäure, Dxphenylatherdicarbonsäure, 3-Methylterephthalsäure und 4-Isophthalsäure. Terephthalsäure wird besonders bevorzugt. Ein Teil, vorzugsweise bis zu 30 Mol-%,
stärker bevorzugt bis zu 20 Mol-%, des Bestandteils (1)
kann durch eine weitere Dicarbonsäure ersetzt werden. Beispiele fur die weitere Dicarbonsäure sind aliphatische
Dicarbonsäuren wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure oder Dimersäure; alicyclische
Dicarbonsäuren wie Cyclohexandicarbonsäure und Hydroxycarbonsäuren wie £,-Hydroxycapronsäure, Hydroxybenzoesäure und Hydroxyäthoxybenzoesäure. Die esterbildenden
Derivate der Dicarbonsäuren können gleichfalls als Bestandteil (1) eingesetzt werden. Beispiele sind niedrige
Alkylester, Arylester und Säurehalogenide der Dicarbonsäuren.
Beispiele für das Diol von niedrigem Molekulargewicht als Bestandteil (2) umfassen Äthylenglykol, Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol, Neopentylenglykol,
Hexamethylenglykol, Decamethylenglykol, Cyclohexandi-
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methylol, 2,2-Bis(p-hydroxyäthoxyphenyl)propan, Hydrochinon und 2,2-Bis(hydroxyphenyl)propan. Tetraraethylenglykol wird bevorzugt. Die esterbildenden Derivate der
Glykole von niedrigem Molekulargewicht können gleichfalls als Bestandteil (2) eingesetzt werden. Beispiele
sind niedrige Fettsäureester der Glykole und Äthylenoxide der Glykole.
Beispiele für bevorzugte Polyoxyalkylenglykole als
Bestandteil (3) sind Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol,
Polytetramethylenglykol und Copolymere von zwei oder mehreren hiervon. Polytetramethylenglykol wird bevorzugt.
Die esterbildenden Derivate der Polyoxyalkylenglykole können gleichfalls als Bestandteil (3) eingesetzt werden.
Beispiele sind niedere Fettsäureester der Polyalkylenglykole. Das Polyalkylenglykol als Bestandteil (3) hat ein
durchschnittliches Molekulargewicht von 500 bis 5 000, vorzugsweise 600 bis 4 000, stärker bevorzugt 800 bis 3 000.
Der Anteil an Polyoxyalkylenglykol beträgt 5 bis 95 Gew.-%,
vorzugsweise 5 bis 85 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 80 Gew.-?6, besonders bevorzugt 15 bis 75 Gew.-#, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Polymeren.
Die Menge des kautschukartigen Elastomeren beträgt üblicherweise 1 bis 100 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 bis
70 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 5 bis 50 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des aromatischen Polyesters·
Venn die Menge des kautschukartigen Elastomeren weniger als 1 Gewichtsteil beträgt, ist das Ausmaß der Verbesserung der Schlageigenschaften nicht zufriedenstellend.
Wenn sie 100 Gewichtsteile überschreitet, werden die thermischen Eigenschaften geschädigt.
Bis zur Hälfte des pulverförmigen Feldspates, d.h. 2,5 bis 75 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des aroma-
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tischen Polyesters können durch einen pulverförmigen anorganischen
Füllstoff außer Feldspat ersetzt werden. Der pulverförmige anorganische Füllstoff umfaßt im weiten
Umfang Füllstoffe, die üblicherweise zur Streckung von Harzen oder Kautschuken, zur Einstellung ihrer Viskositäten
oder zur Modifizierung ihrer Eigenschaften zugegeben werden. Beispiele umfassen Talk, Quarz, Diatomeenerde,
Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Titanoxid, Bentonit, Ruß, Kaolinton und saure Terra alba. Der Teilchendurchmesser
dieser anorganischen Füllstoffe kann derjenige der handelsüblichen Produkte sein und es besteht keine
spezielle Beschränkung. Vorzugsweise sind die Teilchendurchmesser dieser Füllstoffe 1 bis 50 Mikron und Füllstoffe,
mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 30 Mikron werden besonders bevorzugt.
Der pulverförmige anorganische Füllstoff dient zur Erhöhung der Steifigkeit der Formgegenstände wie dies auch
bei pulverförmigem Feldspat der Fall ist, jedoch zeigen sie eine Neigung zur Verringerung der Schlagfestigkeit.
Infolgedessen sollten sie nicht in einer Menge, die die Hälfte des pulverförmigen Feldspats überschreitet, zugesetzt
werden.
Bei der Herstellung der Masse gemäß der Erfindung werden die Einzelbestandteile nach irgendeinem gewünschten
Verfahren vermischt. Beispielsweise wird der aromatische Polyester im geschmolzenen Zustand mit den anderen
Bestandteilen vermischt oder es kann ein Verfahren angewandt werden, welches das Vermischen sämtlicher erforderlicher
Bestandteile vorhergehend, Schmelzen des Gemisches und weitere Ausführung der Vermischung des Gemisches
umfaßt. Dabei können die Glasflocken oder unregelmäßig geformte anorganische Feststoffe mit einem Kupplungsmittel
wie einem Naturharz, einem Silankupplungsmittel oder ei-
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nem Titankupplungsmittel oder einer Epoxyverbindung vor
dem Gebrauch behandelt werden.
Die Masse gemäß der Erfindung kann weiterhin Pigmente, Stabilisatoren, Plastifizierer, Gleitmittel, fluoreszierende Aufhellungsmittel, Verstärkungsmittel, Kernbildungsmittel und dergleichen enthalten. Auch feuerverzögernde Zusätze können enthalten sein.
Die Feuerverzögerungszusätze bestehen aus den Feuerverzögerungsmitteln und Feuerverzögerungshilfsmitteln. Verbindungen, welche Halogen, Phosphor, Stickstoff und dergleichen enthalten, werden als Feuerverzögerungsmittel verwendet. Spezifisch umfassen sie beispielsweise organische
Halogenverbindungen und Phosphorverbindungen. Zahlreiche Verbindungen sind bereits bekannt, die als Feuerverzögerungsmittel und Feuerverzögerungshilfsmittel brauchbar
sind. Gemäß der Erfindung können derartige Verbindungen verwendet werden. Geeignete Feuerverzögerungszusätze bestehen
aus einer Kombination von organischen oder anorganischen Antimonverbindungen, beispielsweise Antimontrioxid, mit
halogenierten organischen Verbindungen, insbesondere bromierten oder chlorierten organischen Verbindungen, insbesondere
einer Kombination von Antimontrioxid mit einem Carbonat eines halogenierten Bisphenols oder dessen Oligomeren. Die
bevorzugten Carbonate von halogenierten Bisphenolen oder Oligomeren hiervon sind Carbonate oder Oligomere entsprechend der folgenden Formel
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worin R1 und R2 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe, X^ und X« ein Brom- oder Chloratom und m und
η Zahlen von 1 bis 4 bedeuten, wobei der durchschnittliche Polymerisationsgrad 2 bis 30, vorzugsweise 2 bis
25 beträgt. In der vorstehenden Formel können die Endgruppen aus beliebigen organischen Gruppen wie Phenylgruppen,
substituierten Phenylgruppen oder Alkylgruppen bestehen.
Da Feldspat, plattenartiger anorganischer Füllstoff und pulverförmiger anorganischer Füllstoff nicht brennbar
sind, kann ein ausreichender Feuerverzögerungseffekt durch Einverleibung des Feuerverzögerungsmittels in einer
Menge von 10 bis 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise 15 bis
30 Gewichtsteilen, auf 100 Gewichtsteile der Polyestermasse
erreicht werden.
Die Masse gemäß der Erfindung ist wertvoll als Kunststoffbaumaterial,
da sie Formgegenstände mit überlegener Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit, einer hohen Wärmeverformungstemperatur
und einer verringerten anisotropen Schrumpfung ergibt. Sie findet besondere Anwendung auf
Gebieten, bei denen eine hohe Schlagfestigkeit und eine niedrige Verwerfung erforderlich ist, beispielsweise als
Bestandteil von elektrischen Komponenten und als Kraftfahrzeugteile.
Die folgenden Beispiele erläutern in Verbindung mit den Kontrollversuchen die vorliegende Erfindung weiterhin.
Die Intrinsikviskositäten (η) wurden in diesen Beispielen
in Orthochlorphenol bei 35°C bei einer Polymerkonzentration von 1,2 g/100 ecm gemessen* Sämtliche Teile
sind auf das Gewicht bezogen.
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70 Teile PBT mit einem Wert η von 1,1 und 30 Teile
pulverförmiger Feldspat (Minex-7, Bezeichnung eines Produktes der Indusmin Company, durchschnittlicher Teilchendurchmesser
4,5 Mikron) wurden durch einen Extruder mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Zylindertemperatur
von 260°C zur Bildung von Schnitzeln verknetet. Die Schnitzel wurden durch eine Spritzgußmaschine bei
einer Formtemperatur von 60°C geformt. Die Schlagfestigkeiten (ASTM D-256, Stärke 6,3 mm, gekerbt; falls nichts
anderes angegeben ist, wurden die gleichen Proben auch in den anderen Beispielen angewandt) und die Wärmeverformungstemperatur
(ASTM D-648, Stärke 6,3 mm, Belastung 18,5 atü; die gleichen Proben wurden auch in den anderen
Beispielen angewandt) der Formgegenstände wurden gemessen.
Flache Platten wurden unter Anwendung einer ** :ritzgußmaschine
vom inneren Schneckentyp von 97 g (3,5 Unzen) der Nikko Anker mit einer Formabmessung von 9,90 cm Länge,
10,35 cm Breite und 0,20 cm Dicke hergestellt. Die prozentuelle Formungsschrumpfung der flachen Platten wurde gemessen.
Wenn die prozentuellen Formungsschrumpfungen der ' Formgegenstände in der Längs- und der Querrichtung enger
beieinander liegen, d.h. wenn das Verhältnis der prozentuellen Schrumpfungen sich an den Wert 1,0 stärker annähert,
ist die Verwerfung des Formgegenstandes gering und die Spannung in den Formgegenständen verschiedener Gestaltungen
ist gering.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten. Kontrolle I
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt,
wobei jedoch Talk (PKS, Bezeichnung eines Produktes
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der Hayashi Chemical Co., Ltd.) anstelle des pulverförmigen
Feldspats verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch Wollastonit anstelle von pulverförmigem
Feldspat verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch Glimmer anstelle von pulverförmigem
Feldspat verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten.
Einhundert Teile PBT mit einem Vert T) von 1,1 wurden in einem Extruder mit einem Schneckendurchmesser
von 50 mm bei einer Zylindertemperatur von 260°C zur Bildung von Schnitzeln verknetet. Die Schnitzel wurden
in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 geformt und untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten.
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1 | I |
Schlag
festig keit (kg·cm/cm) |
Wärmever
formungs temperatur (°C) |
Verhältnis der
prozentuellen Formungs schrumpfungen |
|
Beispiel | II | 4,6 | 115,0 | 1,19 | |
Kontrolle | III | 3,0 | 155,7 | 1,40 | |
Kontrolle | IV | 2,8 | 165,0 | 1,70 | |
Kontrolle | 2,4 | 188,0 | 1,50 | ||
Kontrolle | 5,2 | 55,0 | 1,20 | ||
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch 60 Teile PBT mit einem Wert -η von 1,1 und
40 Teile pulverförmiger Feldspat verwendet wurden. Die erhaltenen Formgegenstände hatten eine Schlagfestigkeit
von 4,0 kg*cm/cm, eine Wärmeverformungstemperatur von
119,00C und ein Verhältnis der prozentuellen Formungsschrumpfungen von 1,20.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch 68,5 Teile PBT mit einem Wert η von 1,1,
30 Teile pulverförmiger Feldspat und 1,5 Teile Kolophonium als Oberflächenverstärkungsmittel verwendet wurden. Der erhaltene Formgegenstand hatte eine Schlagfestig-
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keit von 6,3 kg*cm/cm, eine Wärmeverformungstemperatur
von 9O°C und ein Verhältnis der prozentuellen Formungsschrumpfung von 1,20.
Zu 100 Gewichtsteilen eines Polybutylenterephthalats mit einer Intrinsikviskosität f) von 0,91 wurden
die in Tabelle II aufgeführten Füllstoffe in den angegebenen Mengen zugesetzt. Das Gemisch wurde durch einen
Extruder mit einem Schneckendurchmesser von 65 mm bei einer Zylindertemperatur von 2400C schmelzverknetet. Die
erhaltene Polyestermasse wurde zu Schnitzeln geformt. Die Schnitzel wurden durch eine Spritzgußmaschine von 28 g
unter den folgenden Bedingungen spritzgußgeformt:
Druck 80 kg/cm2) 2 Sekunden, Sekundärdruck (hydraulischer
Druck 50 kg/cm ) 8 Sekunden und Kühlzeit 25 Sekunden·
Die Schlagfestigkeit, die Bohrfestigkeit und die
Wärmeverformungstemperatur der Formgegenstände wurden gesessen. Die Bohrfestigkeit wurde nach einem vereinfachten
Verfahren festgestellt, wobei ein Loch von 4 mm Durchmesser in einem 6,3 mm - Teststück durch eine Bohrmaschine gebildet wurde, eine Holzschraube mit einem Außendurchmesser
▼on 4,5 mm und einer Länge von 5 cm eingesetzt wurde und die Tiefe (cm) gemessen wurde, zu der die Schraube beim
Bruch des Formgegenstandes eingesetzt war. Je größer dieser Wert ist, desto höher ist die Bohrfestigkeit des Formgegenstandes. Die Ergebnisse sind in Tabelle II enthalten.
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O CO O
Bei spiel (Bsp) oder Kon trolle (K) |
Füllstoff | Eigenschaften des Formgegenstandes | Schlag festig keit (kg·cm/cm) |
Prozentuelle Formungs schrumpfung (%) |
Verhältnis der prozentuellen Form schrumpfung |
Wärme- ver- formungs- temperatur (0C) |
Bsp. 4 | Menge Art (Teile) |
4,9 | Längs- Quer richtung richtung |
1,27 | 142 | |
K. V | Glasflocken 17 (Aufsichts verhältnis 30) Talk 10 Feldspat 13 |
9,1 | 0,92 1,16 | 6,10 | 214 | |
Glasfasern 40. | 0,20 1,22 |
CO CJl CO
Aus den Werten der Tabelle II ist ersichtlich, daß die Polyestermasse gemäß der Erfindung Formgegenstände mit verringerter Verwerfung, überlegener Schlagfestigkeit, Bohrfestigkeit und einer hohen Wärmeverformungstemperatur ergibt.
Zu 100 Teilen PBT mit einer Intrinsikviskosität *η
von 0,91 wurden 13 Teile Glasflocken (Aufsichtsverhältnis 30), 10 Teile Talk und 17 Teile pulverförmiger Feldspat zugesetzt. Das Gemisch wurde in der gleichen Weise
wie in Beispiel 4 verarbeitet. Die Eigenschaften des erhaltenen Formgegenstandes wurden bestimmt und folgende
Ergebnisse wurden erhalten:
Prozentuelle Formungsschrumpfung (%)
(0C) : 138
Zu 100 Teilen PBT mit einer Intrinsikviskosität η
von 0,89 wurden 10 Teile Polyhexamethylenterephthalat mit einem Wert 1Y) von 0,95 und 40 Teile pulverförmiger
Feldspat zugesetzt und das Gemisch wurde durch einen Extruder mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei
einer Zylindertemperatur von 240°C schmelzverknetet.
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Die erhaltene Polyestermasse wurde zu Schnitzeln verformt und durch eine Spritzgußmaschine von 28 g
unter den folgenden Bedingungen spritzgußgeformt.
Druck 80 kg/cm ) 2 Sekunden, Sekundärdruck (hydraulischer Druck 50 kg/cm ) 8 Sekunden,
Kühlzeit 20 Sekunden.
Die Schlagfestigkeit des Formgegenstandes wurde
gemessen und folgende Ergebnisse wurden erhalten:
Schlagfestigkeit: | 8,2 kg*cm/cm |
Wärmeverformungs | |
temperatur: | 105,O0C |
Verhältnis der | |
prozentuellen Form | |
schrumpfung: | 1,25 |
Beispiel 7 |
0,3 Teile Kolophonium wurden in Aceton zur Bildung einer Acetonlösung mit einer Konzentration von 200 g/Liter
gelöst. Die Lösung wurde auf 30 Teile pulverförmigem Feldspat aufgesprüht, der ausreichend bewegt wurde. Der behandelte pulverförmige Feldspat wurde getrocknet und dann
mit 70 Teilen Polybutylenterephthalat mit einer IntrinsikviskositätTj von 1,1 durch einen Extruder mit einem
Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Zylindertemperatur von 240° C extrudiert und Schnitzel gebildet. Die
Schnitzel wurden in einer Spritzgußmaschine geformt. Der
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erhaltene Formgegenstand hatte eine Schlagfestigkeit von 5,6 kg-cm/cm und einen guten Oberflächenglanz.
62 Teile eines Copolyesters mit einem Wert or| von
1,1, der durch Copolymerisation von 95 Mol-% Dimethylterephthalat,
5 Mol-% ljlO-Decandicarbonsäure und 140
Mol-% 1,4-Butandiol in Gegenwart von Titantetrabutoxid
^Ti(OC4Hg)4J als Katalysator erhalten worden war, wurde
mit 10 Teilen pulverförmigem Feldspat ( Minex-7, Bezeichnung
eines Produktes der Indusmin Company, durchschnittlicher Teilchendurchmesser 4,5 Mikron), 8 Teilen
Talk und 12 Teilen indischem Glimmer in einem Extruder mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Zylindertemperatur
von 2400C zur Bildung von Schnitzeln vermischt. Die Schnitzel wurden in einer Spritzgußmaschine
bei einer Formtemperatur von 6O0C geformt. Die Eigenschaften
der erhaltenen Formgegenstände sind aus Tabelle III ersichtlich.
Ein Polyester mit einem Vert Tj von 1,1, der durch Copolymerisation
von 95 Mol-96 Dimethylterephthalat, 5 Mol-%
1,10-Decandicarbonsäure und 140 Mol-% 1,4-Butandiol erhalten
worden war, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 geformt und getestet. Die Eigenschaften des
Formgegenstandes sind aus Tabelle III ersichtlich.
909820/0907
Schlag- Wärmever- Verhältnis der
festig- formungs- prozentuellen keit temperatur Formungs- (kg·cm/cm) (0C) Schrumpfungen |
|
Beispiel 8
Kontrolle VI |
4,0 140 1,23
5,9 50 1,15 |
BezuRsbeispiel (Herstellung des kautschukartigen
Elastomeren)
(a) Ein Polymerisationsgefäß wurde mit 1 Teil disproportioniertem Kaliumrhodinat, 200 Teilen Wasser,
0,19 Teilen Formaldehyd-natriumsulfoxylat-dihydrat,
0,005 Teilen Eisen-II-sulfat und 0,01 Teilen Dint triumäthylendiamintetraacetat beschickt und die Materialien
auf 60°C im Stickstoffstrom erhitzt. Unter Rühren wurde ein Gemisch aus 100 Teilen Butylacrylat, 0,5 Teilen
Ällylmethacrylat und 0,2 Teilen Cumolhydroperoxid tropfenweise im Verlauf von 5 Stunden zugesetzt. Das Gemisch
wurde weiterhin auf 80°C erhitzt und bei dieser Temperatur während 3 Stunden umgesetzt, so daß ein Latex von
Polybutylacrylat gebildet wurde.
(b) Ein Polymerisationsgefäß wurde mit 60 Teilen (als Feststoffe) des erhaltenen Polybutylacrylats, 1 Teil
disproportioniertem Kaliumrhodinat, 200 Teilen Wasser (einschließlich des Wassers im Latex), 0,19 Teilen
Formaldehyd-natriumsulfoxylat-dihydrat, 0,05 Teilen
Eisen-II-sulfat und 0,01 Teilen Dinatriumäthylendiamin-
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tetraacetat beschickt und die Materialien wurden auf 70°C im 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 Stunden zugesetzt. Das Gemisch
wurde weiterhin auf 800C erhitzt und bei dieser Temperatur während 3 Stunden polymerisiert. Das erhaltene
Copolymere wurde mit Wasser gewaschen und in üblicher Weise getrocknet und in Form eines Pulvers erhalten.
Zu 100 Teilen eines Polybutylenterephthalats mit einer Intrinsikviskosität rj von 1,08 wurden die Glasflocken, anorganische Peststoffe und kautschukartige
Elastomere, die in Tabelle IV aufgeführt sind, in den angegebenen Mengen zugegeben. Die Gemische wurden geschmolzen, verknetet und durch einen Extruder mit einem
Schneckendurchmesser von 65 mm bei einer Zylindertemperatur von 2500C zur Bildung von Pellets extrudiert.
Probestücke für den Schlagfestigkeitstest wurden aus den erhaltenen Pellets hergestellt und untersucht.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IV enthalten.
Vie sich aus den in Tabelle IV enthaltenen Ergebnissen zeigt, besitzen die Formgegenstände aus den
Polyestermassen gemäß der Erfindung sehr hohe Schlagfestigkeiten.
Scheiben mit einer Stärke von 6,3 mm und einem Durchmesser von 10 cm wurden aus den Pellets hergestellt
und untersucht. Eine "Verwerfung" wurde bei diesen Scheiben kaum festgestellt.
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Die Kugelfallschlagfestigkeiten gemäß Tabelle IV wurden entsprechend dem Kugelfallschlagtest nach
JIS K6745-1976 gemessen. Ein Probestück von 50 mm
Breite, 150 mm Länge und 2 mm Dicke wurde hergestellt und beide Enden des Probestückes am Testgerät befestigt.
Eine Stahlkugel von 1 kg wurde von einer Höhe von
10 bis 70 cm oberhalb des Probestückes fallengelassen und der Bruch des Probestückes wurde beobachtet. Die
Ergebnisse wurden nach folgender Skala bewertet. Der
Kugelfalltest wurde mit 10 Probestücken bei jeder fixierten Höhe ausgeführt:
(θ) : keines der 10 Probestücke zerbrochen
: ein bis zwei Probestücke von 10 waren gebrochen
/\ : 3 bis 7 Probestücke von 10 waren gebrochen
X : 8 oder mehr Probestücke von 10 waren gebrochen
909820/0907
Bei | Menge der | Anorgani | Kautschuk- | Schlagfestigkeit | Wärme- | Verhältnis | |
spiel | Glasflocken | scher | artiges | ver- | der pro | ||
9 | (Aufsichts | Feststoff | Elastomeres | formungs- | zentuellen | ||
verhältnis | (Teile) | des Bezugs | Be- Festig- | temperatur | Form | ||
20 - 50) | Minex 7 | beispieles | Höhe wer- keit | (0C) | schrumpfung | ||
(Teile) | (35) | (Teile) | (cm) tung (kg-cm/cm) | 115,0 | 1,02 | ||
10 | 35 | 4,5 | 50 o 51 | ||||
co | 45 (§) | ||||||
σ co |
Minex 7 | ||||||
OO | 11 | (35) | 100,0 | 1,10 | |||
ro» | 35 | 9 | 70 <§) 5,9 | ||||
ο | Minex 7 | ||||||
O | (35) | 85,0 | 1,15 | ||||
co | 35 | 20 | 70 9 6.5 | ||||
O -J |
65 (§) | ||||||
Zu 100 Teilen PBT mit einer Intrinsikviskosität Tj
von 0,91 wurde der pulverförmige Feldspat (Minex-7, Bezeichnung eines Produktes der Indusmin Company) und
ein Blockcopolymeres vom Polytetramethylenterephthalat-Typ (HYTREL 4055, Bezeichnung eines Produktes der Du Pont)
als kautschukartiges Elastomeres zugesetzt. Das Gemisch wurde schmelzverknetet und mit einem Extruder mit einem
Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Zylindertemperatur von 240°C unter Bildung von Schnitzeln extrudiert.
Die Schnitzel wurden durch eine Spritzgußmaschine von 28 g unter den folgenden Bedingungen geformt:
80 kg/cm ) 2 Sekunden, Sekundärdruck (hydraulischer Druck 50 kg/cm ) 8 Sekunden , Äühlzeit 25 Sekunden.
Die Schlagfestigkeiten (ASTM D256, Stärke 6,3 mm,
sowohl gekerbt als auch ungekerbt) der Formgegenstände wurden gemessen.
Ferner wurden flache Platten von 9,90 cm Länge, 10,35 cm Breite und 0,2 cm Stärke aus den Schnitzeln
durch Anwendung eines Extruders vom inneren Schneckentyp von 98 g der Nikko Anker geformt und die prozentuellen Schrumpfungen der flachen Platten wurden gemessen.
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Menge
(Gew.-%) |
Eigenschaften der Formgegenstände |
Värme-
ver- formungs- temperatur (0C) |
Prozentuelle
Formungs schrumpfung (%) |
Verhältnis
der pro zentuellen Form schrumpfung |
|
Bei
spiel |
Pulver- Kautschuk-
förmiger artiges Feld- EIasto- spat meres |
Schlag
festigkeit (ASTM D256 kg·cm/cm) |
98,0
95,0 |
längs quer |
1,25
1,25 |
12
13 |
30 5
30 10 |
ge- unge
kerbt kerbt |
1,20 1,50
1,20 1,50 |
||
5,5 81,5
6,3 93,2 |
Es ist aus Tabelle V ersichtlich, daß die Formgegenstände aus den Polyestermassen gemäß der Erfindung markant erhöhte Schlagfestigkeiten besitzen.
Zu 100 Teilen PBT mit einer Intrinsikviskosität jjl
von 0,91 wurden der pulverförmige Feldspat (Minex-7)t
flache Glasflocken (Glass Flake CF 48, Bezeichnung eines Produktes der Nippon Glass Fibers K.K.) und das gleiche kautschukartige Elastomere wie in Beispiel 12 und
in den in Tabelle VI aufgeführten Mengen zugegeben. Jedes Gemisch wurde schmelzverknetet und durch einen Extruder
mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Zylindertemperatur von 2400C zur Bildung von Schnitzeln
extrudiert.
Die Schnitzel wurden durch eine Spritzgußmaschine von 28 g unter den folgenden Bedingungen geformt:
Zylindertemperatur: 2400C
ο Druck 80 kg/cm ) 2 Sekunden,.
Sekundärdruck (hydraulischer Druck 50 kg/cm ) 8 Sekunden, Kühlzeit 25 Sekunden
Formtemperatur: 60°C
Die Schlagfestigkeiten und Wärmeverformungstemperaturen der Formgegenstände wurden gemessen.
Flache Platten von 9,90 cm Länge, 10,35 cm Breite und 0,20 cm Dicke wurden durch eine Spritzgußmaschine
vom inneren Schneckentyp von 98 g der Nikko Anker hergestellt. Die prozentuelle Schrumpfung der flachen Platten
wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI enthalten.
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Zugesetzte Menge (Teile) | Eigenschaften der Formgegenstände | Prozentuelle Formungs schrumpfung (%) |
Verhältnis der pro zentuellen Form schrumpfung |
Wärrae- ver- formungs- temperatur (°C) |
|
Bei spiel |
Pulver- Kautschuk- förmiger artiges Feld- Elasto- Glas spat meres flocken |
Schlag festigkeit (ASTM D256 kg·cm/cm) |
längs quer | 1,13 1,21 |
107 94 |
14 15 |
20 5 10 20 10 10 |
ge- unge kerbt kerbt |
1,43 1,62 1,23 1,49 |
||
5,3 75,0 5,4 77,9 |
Die Ergebnisse in Tabelle VI zeigen, daß die Polyestermassen gemäß der Erfindung Formgegenstände
erbringen, die hohe Schlagfestigkeiten und Wärmeverformungstemperaturen und eine verringerte Verwerfung
besitzen.
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Claims (14)
1) Masse, bestehend aus 100 Gewichsteilen eines aromatischen Polyesters und 5 bis 150 Gewichtsteilen
an pulverförmigem Feldspat, welcher bis zur Hälfte durch
einen weiteren pulverformigen anorganischen Füllstoff ersetzt sein kann.
2) Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der andere pulverförmige anorganische Füllstoff
aus Talkpulver besteht.
3) Masse nach Anspruch 1, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines aromatischen Polyesters, 5 bis 150 Gewichtsteilen eines pulverformigen Feldspates, der bis zur
Hälfte durch einen weiteren pulverformigen anorganischen Füllstoff ersetzt sein kann, und 5 bis 120 Gewichtsteilen
eines plattenartigen anorganischen Füllstoffes.
4) Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der weitere pulverartige anorganische Füllstoff aus Talkpulver besteht.
5) Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der plattenartige anorganische Füllstoff aus Glasflocken besteht.
6) Masse nach Anspruch 1, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines aromatischen Polyesters, 5 bis 150 Gewichtsteilen an pulverförmigem Feststoff, der bis zur
Hälfte durch einen weiteren pulverformigen anorganischen Füllstoff ersetzt sein kann, und 1 bis 100 Gewichtsteilen
eines kautschukartigen Elastomeren.
909820/0907
7) Masse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere pulverförmige anorganische Füllstoff
aus Talkpulver besteht.
8) Masse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Elastomere aus einem Elastomeren
besteht, welches durch Copolymerisation eines Vinylmonomeren mit einem Acrylpolymeren mit einem Gehalt von
mindestens 70 % an wiederkehrenden Acrylestereinheiten mit Alkylgruppen mit 1 bis 13 Kohlenstoffatomen erhalten
worden ist, wobei der Gehalt an Acrylestereinheiten 30 bis 90 %, bezogen auf Elastomeres,beträgt.
9) Masse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere pulverförmige anorganische Füllstoff aus
Talkpulver besteht und das kautschukartige Elastomere aus einem Poly(äther·ester)-elastomeren besteht.
10) Masse nach Anspruch 1, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines aromatischen Polyesters, 5 bis 150 Gewichtsteilen
eines pulverförmigen Feldspates, der bis zur Hälfte durch einen weiteren pulverförmigen anorganischen
Füllstoff ersetzt sein kann, 5 bis 120 Gewichtsteilen eines plattenartigen anorganischen Füllstoffes und
1 bis 100 Gewichtsteilen eines kautschukartigen Elastomeren.
11) Masse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere pulverartige anorganische Füllstoff aus
Talkpulver besteht.
12) Masse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere pulverförmige anorganische Füllstoff aus
Glasflocken besteht.
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13) Masse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Elastomere aus einem
Elastomeren besteht, welches durch Copolymerisation eines Vinylraonomeren mit einem Acrylmonomeren mit einem
Gehalt von mindestens 70 % an wiederkehrenden Acrylestereinheiten
mit Alkylgruppen mit 1 bis 13 Kohlenstoffatomen erhalten worden ist, wobei der Gehalt an Acrylestereinheiten
30 bis 90 %, bezogen auf das Elastomere!
beträgt.
14) Masse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere pulverförmige anorganische
Füllstoff aus Talkpulver, der plattenartige anorganische Füllstoff aus Glasflocken und das kautschukartige Elastomere
aus einem Poly(äther·ester)-elastomeren besteht.
909820/0907
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8328 | Change in the person/name/address of the agent |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |