DE3244371A1

DE3244371A1 - Stabilisierte polyethylenterehthalat-formmassen

Info

Publication number: DE3244371A1
Application number: DE19823244371
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl.-Chem. Dr. 6710 Frankenthal Eckell; Erhard Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Seiler; Rolf Dipl.-Chem. Dr. 6707 Schifferstadt Steinberger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1983-06-09

Description

Stabilisierte Polyethylenterephthalat-Formmassen
Bei der Herstellung von Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen werden diese im allgemeinen zweimal einem Verarbeitungsprozeß in der Schmelze unterworfen. Zunächst wird der aufgeschmolzene Kunststoff mit Zusatzstoffefl vermischt und granuliert. Das Granulat wird dann wieder aufgeschmolzen und z.Be durch Spritzgießen zum fertigen Formteil umgeformt. Bei Polyethylenterephthalat (PETP) erfolgt die Verarbeitung in der Schmelze im allgemeinen bei Temperaturen von 260 bis 300°C.
PETP-Granulat mit anfänglich 0,01 S Wasser zeigt z.B. nach fünfminütiger Lagerung bei 22 0C und einer relativen Luft feuchtigkeit von 50 % eine Wasseraufnahme von etwa 0,05 %.
Dieser Wassergehalt fflhrt nun bei der Verarbeitung in der Schmelze zu einem Abbau des Iolekulargewichts. Dies hat eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Zähigkeit und der Festigkeit zur Folge.
Im Kunststoff-Taschenbuch von Saechtling-Zebrowski, Carl--Hanser Verlag, 21. Ausgabe 1979, Seite 291 wird deshalb empfohlen, luftfeuchtes Material bei 120 0C vorzutroeknen, um die Esterverseifung bei Verarbeitungstemperaturen zu verheilten.
In der DE-A 16 94 296 wird der Zusatz von 0,3 bis 30 s eines Epoxidharzes zur Verbesserung der Formstabilität von PETP empfohlen. Nach der DE-B 13 01 552 soll bei der Herstellung von PETP ein Zusatz von Arylkohlensäureestern zu einer Beschleunigung der Polykondensation und Erhdhung des Molekulargewichts führen. Diese Zusätze zeigen zwar eine Wirkung als Stabilisator gegen den Abbau während der Vermischung mit den Zuschlagstoffen, beim zweiten Verarbeitungsschritt haben sie ihre Wirksamkeit aber verloren.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein wirksames Stabilisatorsystem gegen den hydrolytisch bedingten Abbau des Molekulargewichts während der Verarbeitung von PETP in der Schmelze zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäf gelöst, wenn die PETP-Formmassen eine Kombination folgender Stabilisatoren enthalten: a) 0,1 bis 1,0 Gew.-% eines Tetracarbonsäuredianhydrids der Formel b) 0,5 bis 5,0 Gew.-% eines Kohlensäurearylesters der Formel c) 0,2 bis 2,0 Gew.-% eines Diglycidylethers der Formel Dabei haben die Reste R1 bis R4 folgende Bedeutung: R@ ist ein tetravalenter aliphatischer, aromatischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest, R2 und R3 bedeuten vorzugsweise Wasserstoff oder es sind gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen; R ist ein divalenter aliphatischer2 aromatischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest.
Eine bevorzugte Formmasse enthält als Stabilisatorsystem a) 0,1 bis 0,5 Gew.-% Pyromellithsäuredianhydrid, b) 0,5 bis 2,0 Gew.-% Kohlensäurediphenylester und c) 0,2 bis 1>0 Gew.-g Diglycidylether des Bisphenol A.
Unter Polyethylenterephthalat sollen im Rahmen dieser Erfindung neben dem Homopolymeren auch Copolymere mit bis zu 20 Gew.-% üblicher copolymerisierbarer Alkohole bzw.
Carbonsäuren, z.B. Diethylenglykol oder Adipinsäure verstanden werden. Polyester sind solche mit K-Werten (nach Fikentscher, Cellulosechemie 13 (1972), Seite 58, gemessen in 0,5 %iger Lösung in Phenol- oder Dichlorbenzol 3:2) zwischen 40 und 65.
Die Formmassen enthalten vorzugsweise 10 bis 60, insbesondere 20 bis 50 Gew.-S üblicher FUll- und/oder Verstärkungsmaterialien. Besonders bevorzugt sind giasfaserverstärkte Formmassen, wobei die Glasfasern sowohl als Kurzglasfasern mit einer Länge von 0,05 bis 1,5 mm oder als Glasfasermatten oder -vliesen mit Glasfaserlänge von größer 2,0 mm vorliegen können. Die Glasfasern sind mit üblichen Schlichten und Haftvermittelern ausgerustet. Als FUllstoffe kommen z.B. Glaskugeln, Talkum, Glimmer, Kaolin, calcinierter Kaolin, Quarzmehl, Kreide oder Wollastonit in Frage.
Ferner können die Formmassen Uebliche verträgliche Polymerisate oder Schlagzäh-Modifizierungsmittel, wie z.B.
Copolymere des Ethylens mit Acrylsäure oder Methacrylsäure, vorzugsweise in Mengen von 2 bis 20 Gew.-: enthalten.
Schließlich können auch die ueblichen Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Pigmente, Antioxidantien, Antistatika, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Entformungshilfsmittel, sowie Mittel zur Erhöhung der Kristallisationsgeschwindigkeit, vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 1,0 Gew.-% in den Formmassen enthalten sein.
Die Stabilisatoren und Zusatzstoffe werden dem PETP zweckmäßigerweise in der Schmelze auf Ublichen Mischaggregaten, beispielsweise einem Extruder oder Kneter zugesetzt.
Die einzelnen Komponenten des Stabilisatorsystems wirken nicht nur additiv, sie zeigen vielmehr einen synergistischen Effekt. Durch Zusatz dieser Stabilisatoren wird es möglich, PETP mit Wassergehalten von 0,08 bis 0,1 Gew.-Z ohne vorheriges Trocknen zu verarbeiten, wobei ein K-Wert--Abbau von höchstens 3 bis 5 Einheiten auftritt, der noch keine nennenswerte Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften zur Folge hat.
Die in den Beispielen genannten Prozente beziehen sich auf das Gewicht.
Beispiel PETP mit einem K-Wert von 56 und einem Wassergehalt von 0,1 b wurde auf einem Zweiwellenextruder bei 2800C mit 30 % Glasfasern (mittlere Faserlänge 3 mm) und verschiedenen Stabilisatoren vermischt und granuliert. Das ge- trocknete Granulat wurde 5 bzw. 30 min lang bei einer rel. Luftfeuchtigkeit von 50 % bei 2200 gelagert. Dabei stellten sich Wassergehalte von 0,05 % bzwO 0,08 ß ein.
Anschließend wurde das Granulat in einer Spritzgußmaschine zu Formkörpern verarbeitet.
Die Tabelle zeigt die an dem Granulat und an den Form körpern gemessenen K-Werte.
Pyromellithsäureanhydrid PMSA Diphenylcarbonat DPC Bisphenol A-Diglycidylether BDGE Die Versuche 14 und 15 sind erfindungsgemäß.

Tabelle

Versuch Zusätze gemessene K-Werte

Nr. Art Menge Konfektio- Spritzguß

nierung

[%] 0,05 % H2O 0,08 % H2O

1 - - 45.6 40.0 36.0

2 PMSA 0.15 50.5 46.0 41.4

3 n 0.30 53.7 48.4 44.8

4 DPC 0.50 49.0 45.1 40.7

5 " 1.50 51.1 46.2 41.1

6 BDGE 0.25 49.8 45.4 40.6

7 " 0.50 51.3 45.9 40.8

8 PMSA 0.15 53.0 49.0 44.8

DPC 0.5

9 PMSA 0.30 56.0 50.0 45.2

DPC 1.50

10 PMSA 0.15 53.3 48.1 44.8

BDGE 0.25

11 PXSA 0.30 54.7 49.0 45.1

BDGE 0.50

12 DPC 0.50 51.2 46.4 42.0

BDGE 0.25

13 DPC 1.50 53.0 47.9 42.3

BDGE 0.50

14 PMSA 0.15 54.5 53.4 52.9

DPC 0.50

BDGE 0.25

15 PMSA 0.30 57.0 56.1 55.4

DPC 1.50

BDGE 0.50

Claims

Patentansprüche 1. Polyethylenterephthalat-Formmassen, die gegen den Abbau des Molekulargewichts während der Verarbeitung in der Schmelze stabilisiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Stabilisatoren enthalten: a) 0,1 bis 1,0 Gew.-g eines Tetracarbonsäuredianhydrids der Formel b) 0,5 bis 5,0 Gew.-% eines Kohlensäurearylesters der Formel c) 0,2 bis 2,0 Gew.-% eines Diglyoidylethers der Formel wobei die Reste R1 bis R4 folgende Bedeutung haben: R1 ist ein tetravalenter aliphatischer, aromatischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest; R2 und R3 sind Wasserstoffatome oder gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen; R4 ist ein divalenter aliphatischer, aromatischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest.
2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Stabilisatormischung enthalten aus a) 0,1 bis 0,5 Gew.-% Pyromellithshuredianhydrid, b) 0,5 bis 2,0 Gew.-S Kohlensäurediphenylester und c) 0,2 bis 1,0 Gew.-% Diglycidylether des Bisphenol A.
3. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10 bis 60 Gew.-% Verstärkungs- und/oder Füllmaterialien, vorzugsweise Glasfasern enthalten.