DE3313442A1 - POLYMER COMPOSITION - Google Patents
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Description
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine neue Polymerzusammensetzung mit überlegenen Eigenschaften, die aufgebaut ist aus einem modifizierten Polyesterharz, in dem das di-(monohydroxyphenyl)-substituierte, aliphatische Kohlenwasserstoff-Polycarbonatpolymer und ein Teil des das Polytetramethylenterephthalat bildenden Tetramethylenglykols durch ein Glykol mit einer Alkylgruppe oder Alkylgrupp.en in der 2-Stellung von 1,3-Propandiol ersetzt wurde.In particular, the present invention relates to a new polymer composition having superior properties, the is composed of a modified polyester resin in which the di- (monohydroxyphenyl) -substituted, aliphatic Hydrocarbon polycarbonate polymer and part of the tetramethylene glycol forming the polytetramethylene terephthalate by a glycol with an alkyl group or alkyl groups was replaced in the 2-position by 1,3-propanediol.
Das Polytetramethylenterephthalatharz (nachstehend alsThe polytetramethylene terephthalate resin (hereinafter referred to as
PBT-Harz bezeichnet) ist ein hochkristallines thermoplastisches Polyesterharz und besitzt eine ausgezeichnete Affinität gegenüber verschiedenen Füllstoffen und Additiven Aufgrund dieser Eigenschaft besitzen verstärkte PBT-Harze,PBT resin) is a highly crystalline thermoplastic polyester resin and has excellent properties Affinity for various fillers and additives Due to this property, reinforced PBT resins,
denen Glasfasern, Glimmer, Talk und feuerhemmende Mittel 25which fiberglass, mica, talc and fire retardants 25
zugesetzt wurden, ausgezeichnete Eigenschaften. Beispielsweise werden diese Harze weit verbreitet in Anwendungen, einschließlich elektrischer Vorrichtungen, Elektronikteile und Automobilteile, eingesetzt. In anderen Worten besitzen PBT-Harze eine hohe mechanische Festigkeit, lange Lebens-added excellent properties. For example, these resins are widely used in applications including electrical devices, electronic parts and automobile parts. In other words, own PBT resins high mechanical strength, long life
dauer, Wetterbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Wärmebeständigkeit, Dimensionsstabilität und elektrische Eigenschaften. Polytetramethylenterephthalatharze besitzen einen höheren Kristallisationsgrad, verglichen mit PoIy-durability, weather resistance, chemical resistance, heat resistance, Dimensional stability and electrical properties. Polytetramethylene terephthalate resins have one higher degree of crystallization, compared to poly-
o_ äthylenterephthalatharzen und weisen ein höheres Kristal- o _ ethylene terephthalate resins and have a higher crystal
lisationsverhältnis auf. Deshalb ist die Kühl-Verfestigungsrate hoch und die Fließfähigkeit gut, wodurch einelization ratio. Therefore, the cooling solidification rate is high and the flowability good, creating a
ausgezeichnete Formbarkeit des Harzes resultiert. Die PBT-Harze sind somit technische Kunststoffe mit einer guten Ausgewogenheit zwischen den elektrischen und mechanischen Eigenschaften sowie den Verarbeitungseigenschaften.excellent moldability of the resin results. The PBT resins are thus engineering plastics with a good Balance between the electrical and mechanical properties as well as the processing properties.
PBT-Harze besitzen jedoch die folgenden Nachteile:However, PBT resins have the following disadvantages:
(1) PBT-Harze besitzen von Natur aus eine schlechte Dimensionsgenauigkeit, verglichen mit nicht kristallinen Kunststoffen und Kunststoffen, welche schwierig zu kristallisieren sind. Dieser Unterschied wird besonders deutlich unter dem Einfluß einer Temperaturverteilung in einer Metallform. PBT-Harze unterliegen ebenso einem Form-Schrumpfungsverhältnis, welches von der Dicke des Kunststoffes abhängt. Ist die Kühlgeschwindigkeit nicht konstant, neigt das geformte PBT-Produkt zur Deformation und Schrumpfung von der Form. Diese Eigenschaft erhöht die Schrumpfungsanisotropie der Faserorientierung in mit Glasfasern verstärkten PBT-Harzen. Das geformte Produkt neigt zur Deformierung und erzeugt die sogenannte Verwerfung.(1) PBT resins inherently have poor dimensional accuracy, compared to non-crystalline plastics and plastics which are difficult are to be crystallized. This difference becomes particularly clear under the influence of a temperature distribution in a metal mold. PBT resins are also subject to a shape shrinkage ratio, which depends on the thickness of the plastic. If the cooling speed is not constant, the shaped will tend PBT product used to deform and shrink from shape. This property increases the anisotropy of shrinkage the fiber orientation in glass fiber reinforced PBT resins. The molded product tends to Deformation and creates the so-called warpage.
(2) Nicht verstärkten PBT-Harzen mangelt es an Plastizität und sind empfindlich gegenüber dem Einkerben. Um diese Nachteile zu beheben, wurden verschiedene gemischte Harzzusammensetzungen vorgeschlagen. Von besonderem Interesse ist eine Kombination aus einem PBT-Harz mit einem grundsätzlich nicht kristallinen Harz, einem Polycarbonatharz. Bei dieser Kombination ist die Glasübergangstemperatur des Polycarbonats auf 15O0C erhöht und die Schlagfestigkeit ebenso vergrößert. Basierend auf diesem Befund bestehen hohe Erwartungen an die gemischten Materialien und es wurden tatsächlich gemischte Zusammensetzungen mit hohen thermischen Deformationstemperaturen und Festigkeiten bei hohen Temperaturen erhalten. Die Verbesserung hinsichtlich der Schlagfestigkeit durch Kombinieren des(2) Unreinforced PBT resins lack plasticity and are susceptible to nicking. In order to overcome these drawbacks, various mixed resin compositions have been proposed. A combination of a PBT resin with a basically non-crystalline resin, a polycarbonate resin, is of particular interest. With this combination, the glass transition temperature of the polycarbonate is increased to 15O 0 C and increases the impact resistance as well. Based on this finding, there are high expectations of the mixed materials, and mixed compositions having high thermal deformation temperatures and strengths at high temperatures were actually obtained. The improvement in impact resistance by combining the
Harzes mit einem Polycarbonat war jedoch nicht genügend ausgeprägt und keines der gemischten Materialien hat, so weit es die Schlagfestigkeit betrifft, die Bedürfnisse der Anwender zufriedengestellt.However, the resin with a polycarbonate was not enough pronounced and none of the mixed materials have the needs as far as impact resistance is concerned the user satisfied.
Nach umfangreichen Untersuchungen hinsichtlich dieses Problems hat sich jedoch erfindungsgemäß gezeigt, daß eine Polymerzusammensetzung mit hoher thermischer Deformationstemperatur und Festigkeit bei hohen Temperaturen mit hervorragender Schlagfestigkeit und hohem Oberflächenglanz dadurch erhalten werden kann, indem man ein modifiziertes Polyesterharz mit einem Polycarbonat kombiniert.After extensive investigations with regard to this problem, it has been shown according to the invention that a polymer composition with high thermal deformation temperature and strength at high temperatures with excellent impact resistance and high surface gloss can be obtained by a modified polyester resin is combined with a polycarbonate.
Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Polymerzusammensetzung, die zusammengesetzt ist aus einem Polyesterharz (I), dessen Säurekomponente aus Terephthal-. säure besteht und dessen Glykolkomponente aus einer Mischung aus 1 bis 25 Mol-% eines Glykols der nach-The present invention thus provides a polymer composition, which is composed of a polyester resin (I), the acid component of which consists of terephthalic. acid and its glycol component consists of a mixture of 1 to 25 mol% of a glycol of the
20 stehend angegebenen Formel (1) und 99 bis 75 Mol-% 20 given formula (1) and 99 to 75 mol%
Tetramethylenglykol besteht, und einem di-(monohydroxyphenyl)-substituierten, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Polycarbonat (II), wobei die Anteile an (I) 5 bis 95Tetramethylene glycol, and a di- (monohydroxyphenyl) -substituted, aliphatic hydrocarbon polycarbonate (II), the proportions of (I) 5 to 95
Gew.-% und an (II) 95 bis 5 Gew.-% betragen, 25% By weight and of (II) 95 to 5% by weight, 25
HO-CH2-C-CH2-OH (1)HO-CH 2 -C-CH 2 -OH (1)
KpKp
worin R1 und R2 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei R1 und R2 nicht gleichzeitig Wasserstoff sind.where R 1 and R 2 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, where R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen.
Das erfindungsgemäß verwendete, modifizierte PBT-Harz ist ein Polyesterharz, dessen Säurekomponente Terephthalsäure ist und dessen Glykolkomponente aus 1 bis 25The modified PBT resin used in the present invention is a polyester resin whose acid component is terephthalic acid and whose glycol component is from 1 to 25
Mol-% eines Glykols der oben angegebenen Formel (1) und 99 bis 75 Mol-% Tetramethylenglykol besteht.Mol% of a glycol of the formula (1) given above and 99 to 75 mole percent tetramethylene glycol consists.
Typische Beispiele der durch die Formel (1) angegebenen Glykole sind 2-Äthyl-2-butyl-1,3-propandiol, 2,2-Diathyl-1,3-propandiol, 2-Methyl-2-propyl-1,3-propandiol, 2-Äthyl-1,3-propandiol, 2-Methyl-1,3-propandiol und 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol. Von diesen sind 2-Methyl-1,3-propandiol und 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol (Neopentylglykol) für die erfindungsgemäße Verwendung besonders geeignet.Typical examples of the glycols given by the formula (1) are 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol and 2,2-dimethyl-1,3-propanediol. Of these, 2-methyl-1,3-propanediol and 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl glycol) are for the use according to the invention is particularly suitable.
Das erfindungsgemäße, modifizierte PBT-Harz kann nach jedem der nachstehend aufgeführten Verfahren hergestelltThe modified PBT resin of the present invention can be used in any of using the procedures listed below
werden. 15will. 15th
Grundsätzlich wird das gemischte Produkt hergestellt · durch Zugabe von (2) und /oder £3) zu (^) allein oder (J^, wobei (T) die aus PBT-Harz bestehende Harzzusammensetzung,Basically the mixed product is made by adding (2) and / or £ 3) to (^) alone or (J ^, where (T) is the resin composition made of PBT resin,
©eine Harzzusammensetzung, bestehend aus einem PoIyesterpolymer, das erhalten wird durch Polymerisationsreakton von Terephthalsäure und 2-Methyl-1,3-propandiol und(5) eine Harzzusammensetzung, bestehend aus einem Polyestercopolymer, das erhalten wird durch eine Polymerisationsreaktion von Terephthalsäure und Tetramethylen-25 © a resin composition consisting of a polyester polymer, this is obtained by the polymerization reaction of terephthalic acid and 2-methyl-1,3-propanediol and (5) a resin composition consisting of one Polyester copolymer obtained by a polymerization reaction of terephthalic acid and tetramethylene-25
glykol sowie 2-Methyl-1,3-propandiol, bedeuten.glycol and 2-methyl-1,3-propanediol mean.
Das angewandte Verfahren zum Mischen kann ein .chemisches Verfahren, bei dem die Ausgangsmaterialien in einem Lösungsmittel gelöst werden, oder ein mechanisches Verfahren, 30The method used for mixing can be a chemical Process in which the starting materials are dissolved in a solvent, or a mechanical process, 30th
bei dem Walzen, Banbury-Mischer, Extruder oder Formvorrichtungen in einem Standardverfahren eingesetzt werden, sein.in the case of rollers, Banbury mixers, extruders or molding equipment be used in a standard procedure.
O1_ Zur Herstellung der Harz-Zusammensetzungen (T), (2) und ob v— v«-^ O1 _ For the preparation of the resin compositions (T), (2) and ob v - v «- ^
(3) kann das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Polyestern ohne weitere Abänderungen angewandt werden. D.h., die Harzzusammensetzungen können hergestellt werden(3) The conventional method of making polyesters can be used without further modification. That is, the resin compositions can be prepared
mittels dem direkten Verfahren, bei dem die Dicarbonsäureverbindung und die Diolverbindung direkt polykondensiert werden, oder mittels dem Umesterungsverfahren, bei dem die Polykondensation durch eine Umesterungsreaktion zwischen einer niedermolekulargewichtigen Alkylesterverbindung einer Dicarbonsäureverbindung mit einem Diol eintritt.by means of the direct method in which the dicarboxylic acid compound and the diol compound is directly polycondensed, or by means of the transesterification process, in which the polycondensation occurs through a transesterification reaction between a low molecular weight alkyl ester compound a dicarboxylic acid compound with a diol occurs.
Die Herstellung eines Polyestercopolymeren(3) aus Terephthalsäure und Tetramethylenglykol sowie 2-Methyl-1,3-propandiol wird nachstehend beispielhaft beschrieben. Ein Mol Dimethylterephthalat und ein Überschuß eines oder ein 1,1 bis 2,0-facher, molarer Gesamtüberschuß eines gemischten Diols aus Tetramethylenglykol und 2-Methyl-1^ 1,3-propandiol werden einer Umesterungsreaktion in einem Stickstoffstrom unter Anwendung eines Standardveresterungskatalysators unter Normaldruck und bei einer Temperatur von ca... 150 bis 24O0C unterworfen. Das erzeugte Methanol wird abdestilliert und die notwendige Menge des Kata- ^ lysators, Verfärbungsinhibitors und anderer Additive werden zugesetzt- Die Reaktionsmischung läßt man eine Polykondensation bei etwa 200 bis 280°C unter vermindertem Druck von weniger als 5 mm Hg eingehen. Der oben eingesetzte Katalysator kann aus einem breiten Bereich von Verbindungen gewählt werden. Beispiele hierfür sind Titanverbindungen, etwa Tetramethoxytitan, Tetraäthoxytitan, Tetra-n-propoxytitan, Tetraisopropoxytitan und Tetrabutoxytitan, Zinnverbindungen, etwa Di-n-butylzinndilau-The production of a polyester copolymer (3) from terephthalic acid and tetramethylene glycol and 2-methyl-1,3-propanediol is described below by way of example. One mole of dimethyl terephthalate and an excess of one or a 1.1 to 2.0 times total molar excess of a mixed diol of tetramethylene glycol and 2-methyl- 1 ^ 1,3-propanediol undergo a transesterification reaction in a stream of nitrogen using a standard esterification catalyst under normal pressure and subjected at a temperature of approx. 150 to 24O 0 C. The methanol produced is distilled off and the necessary amount of the catalyst, discoloration inhibitor and other additives are added. The reaction mixture is allowed to undergo a polycondensation at about 200 to 280 ° C. under reduced pressure of less than 5 mm Hg. The catalyst employed above can be selected from a wide range of compounds. Examples are titanium compounds, such as tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium and tetrabutoxy titanium, tin compounds such as di-n-butyltin dilau-
rat, Di-n-butylzinnoxid und Dibutylzinndiacetat sowie 30rat, di-n-butyltin oxide and dibutyltin diacetate as well 30th
Kombinationen der Essigsäuresalze von Magnesium, CalciumCombinations of the acetic acid salts of magnesium, calcium
oder Zink mit Antimonoxid oder den zuerst aufgeführten Titanverbindungen. Diese Katalysatoren werden im Bereich von 0,002 bis 0,8 Gew.-%, bezogen auf das gesamte hergestellte Copolymer, verwendet. Verfärbungsinhibitoren, 35or zinc with antimony oxide or the titanium compounds listed first. These catalysts are in the field from 0.002 to 0.8% by weight, based on the total copolymer produced, is used. Discoloration inhibitors, 35
die phosphorhaltige Verbindungen sind, wie etwa Phosphorigesäure, Phosphorsäure, Trimethylphosphit f Tridecylphosphit, Triphenylphosphit, Trimethylphosphat, Tridecyl-which are phosphorus-containing compounds, such as phosphorous acid, phosphoric acid, trimethyl phosphite f tridecyl phosphite, triphenyl phosphite, trimethyl phosphate, tridecyl
phosphat und Triphenylphosphat, sind wirksam. Es ist bevorzugt,
einen solchen Verfärbungsinhibitor im Bereich von 0,001bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf das gesamte, gebildete
Copolymer, einzusetzen.
5phosphate and triphenyl phosphate, are effective. It is preferred to use such a discoloration inhibitor in the range of 0.001 to 0.3% by weight based on the total copolymer formed.
5
Die poly-2-substituierte 1,3-Propylenterephthalat-Komponente, bestehend aus Terephthalsäure und 2-substituiertem 1,3-Propandiol, als ein Teil des erfindungsgemäß modifizierten Polybutylenterephthalatharzes (I) ist in einer Menge von 1 bis 25 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 20 Mol-%, bezogen auf das gesamte Polymer (I) enthalten. Beträgt die Menge der poly-2-substituierten 1,3-Propylenterephthalat-Komponente weniger als 1 Mol-%, wird die Mischung hinsichtlich der Plastizität und Formschrumpfung nicht verbessert. Beträgt die Menge dieser Komponente mehr als 25 Mol-%, werden in dem resultierenden PßT-Harz der Schmelzpunkt und der Kristallisationsgrad erniedrigt, wobei die thermische und mechanische Festigkeit reduziertThe poly-2-substituted 1,3-propylene terephthalate component, consisting of terephthalic acid and 2-substituted 1,3-propanediol, as part of the modified according to the invention Polybutylene terephthalate resin (I) is in an amount of 1 to 25 mol%, preferably 1 to 20 mol%, based on the total polymer (I) included. Is the amount of the poly-2-substituted 1,3-propylene terephthalate component less than 1 mol%, the mixture is not improved in plasticity and mold shrinkage. When the amount of this component is more than 25 mol%, in the resulting PβT resin, Melting point and the degree of crystallization are reduced, whereby the thermal and mechanical strength is reduced
werden. Aus diesem Grund ist das Harz schwierig mit dem Polycarbonat (II) zu mischen, da das Harz und das PoIycarbonat bezüglich dem thermischen Verhalten voneinander zu verschieden sind.will. For this reason, the resin is difficult to mix with the polycarbonate (II) because the resin and the polycarbonate are too different from one another in terms of thermal behavior.
Das erfindungsgemäß verwendete, modifizierte Polyesterharz (I) wird hergestellt unter Verwendung von Terephthalsäure, 2-substituiertem 1,3-Propandiol und Tetramethylenglykol als Ausgangsmaterialien. Es ist jedoch ebenso möglich, andere Copolymerkomponenten zu verwenden, wie etwa vierwertige aliphatische Carbonsäuren, etwa Adipinsäure,The modified polyester resin (I) used according to the invention is produced using terephthalic acid, 2-substituted 1,3-propanediol and tetramethylene glycol as starting materials. However, it is also possible to use other copolymer components such as tetravalent aliphatic carboxylic acids, such as adipic acid,
onon
Azelainsäure und Sebacinsäure, mehrwertige aromatische Carbonsäuren, etwa Isophthalsäure, Trimellifcsäure, Pyromellitsäure und 2,6-Naphthalindicarbonsäure und Polyole, etwa Äthylenglykol, Propylenglykol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Dichlorhexandiol, Cyclohexandimethanol, Trimethylolpropan und 'Pentaerythrit, jeweils in geeigneten Mengen in Abhängigkeit der angestrebten Ziele.Azelaic acid and sebacic acid, polyvalent aromatic carboxylic acids such as isophthalic acid, trimellic acid, Pyromellitic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and polyols, such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,4-dichlorohexanediol, cyclohexanedimethanol, trimethylolpropane and 'pentaerythritol, each in suitable amounts depending on the desired goals.
Das erfindungsgemäß verwendete Polycarbonatharz (II) ist ein Polycarbonat von di-(monohydroxyphenyl)-substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen.Insbesondere ist es ein Bisphenol-Polycarbonat, wobei 4,4'-Dihydroxy ·- diphenylalkan-Polycarbonat besonders bevorzugt ist. Das bevorzugteste Beispiel ist das Polycarbonat von Bisphenol A (4,4'-Dihydroxy-2,2'-diphenylpropan).The polycarbonate resin (II) used in the present invention is a polycarbonate of di- (monohydroxyphenyl) -substituted aliphatic hydrocarbons. In particular, it is a bisphenol polycarbonate, whereby 4,4'-dihydroxy Diphenylalkane polycarbonate is particularly preferred. The most preferred example is the polycarbonate of bisphenol A (4,4'-dihydroxy-2,2'-diphenylpropane).
Es ist erstrebenswert, daß das Polycarbonat (II) ein MoIekulargewicht von ca. 30 000 oder über 30 000 besitzt.It is desirable that the polycarbonate (II) have a molecular weight of about 30,000 or over 30,000.
Es ist möglich in die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung geeignete Mengen von an sich bekannten Additiven einzuarbeiten, in Abhängigkeit der in der ZusammensetzungIt is possible in the polymer composition according to the invention to incorporate suitable amounts of additives known per se, depending on those in the composition
!5 erwünschten Eigenschaften und Wirkungen. Beispielsweise können Gleitmittel wie etwa ein organisches Säureamid, Wachs, Kristallisationskerne, Oxidationsinhibitoren, Ultraviolettstrahlen absorbierende Mittel, Inhibitoren für statische Elektrizität und feuerhemmende Mittel,! 5 desirable properties and effects. For example lubricants such as an organic acid amide, wax, crystallization nuclei, oxidation inhibitors, Ultraviolet rays absorbing agents, static electricity inhibitors and fire retardants,
20 zugesetzt werden.20 can be added.
Die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung kann ebenso etwa 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, organische oder anorganische Fasern oder Teilchen als verstärkende Füllstoffe enthalten. Von den Füllstoffen sind Glasfasern besonders bevorzugt, wobei das Gesamtgewicht dieses Füllstoffs in dem oben festgelegten Bereich liegen sollte. Es war bekannt, zur Verbesserung der mechani schen Eigenschaften der Harze und insbesondere zur Er-The polymer composition according to the invention can also about 5 to 40 wt .-%, preferably 10 to 30 wt .-%, organic or inorganic fibers or particles as contain reinforcing fillers. Of the fillers, glass fibers are particularly preferred, the total weight being of this filler should be in the range specified above. It was known to improve mechani properties of the resins and in particular for
höhung der Schlagfestigkeit von Polyestern, wie etwaincreasing the impact resistance of polyesters, such as
PBT-Harzen, Glasfasern einzusetzen. Die Zugabe von Glasfasern zu einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zeigt sogar eine größere Wirkung als vorhersehbar und diePBT resins to use glass fibers. The addition of fiberglass to a composition according to the invention shows even a greater effect than predictable and the
Schlagfestigkeit wird weit mehr erhöht als erwartet.Impact resistance is increased far more than expected.
Die Menge an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zugesetzten Glasfasern kann somit geringerer sein als normal, wobei die angestrebte Wirkung immer noch verwirklichtThe amount of the composition according to the invention added Glass fibers can thus be smaller than normal, but still achieve the desired effect
*■ wird. * ■ will.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-%, des Polycarbonats und 95 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 80 bis 20 Gew.-%, des modifizierten PBT-Harzes. Beträgt die Menge des verwendeten Polycarbonats weniger als 5 Gew.-%, wird die Schlagfestigkeit der gemischten Zusammensetzung nicht verbessert. Übersteigt diese Menge 95 Gew.-%, so wird die Schmelzflußeigenschaft des Harzes nachteilig beeinflußt. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung können beide Komponenten bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt jedes Polymeren vermischt werden, wobei der bevorzugte TemperaturbereichThe composition according to the invention contains 5 to 95% by weight, preferably 20 to 80% by weight, of the polycarbonate and 95 to 5% by weight, preferably 80 to 20% by weight, of the modified PBT resin. Is the amount of used Polycarbonate less than 5 wt%, the impact resistance of the blended composition will not improved. If this amount exceeds 95% by weight, then adversely affects the melt flow property of the resin. In the preparation of the polymer composition according to the invention, both components can contribute a temperature above the melting point of each polymer, the preferred temperature range
bei 150 bis 3000C liegt. Das Mischverfahren kann ein chemisches Verfahren, bei dem die Komponenten in einem Lösungsmittel gelöst und vermischt werden oder ein mechanisches Verfahren unter Anwendung von Walzen, Bunbury Mischern, Extrudern oder Formvorrichtungen, sein. In je-is 150 to 300 0C . The mixing process can be a chemical process in which the components are dissolved and mixed in a solvent, or a mechanical process using rollers, Bunbury mixers, extruders, or molding machines. In each
dem Fall kann das normalerweise angewandte Verfahren bzw.In this case, the normally used procedure or
die Ausrüstung eingesetzt werden.the equipment is used.
Obwohl der Grund dafür, daß erfindungsgemäß eine Harzzusammensetzung mit überragender Schlagfestigkeit erhal-Although the reason that the present invention is a resin composition with outstanding impact resistance
ten wird, nicht vollkommen geklärt ist, kann folgendeis not fully clarified, the following may be the case
Theorie zugrundegelegt werden.Theory.
Die PBT-Harze besitzen im allgemeinen eine geringe Schlagfestigkeit, da sie Harze mit hoher Kristallinität sind. 30The PBT resins generally have a low impact resistance, since they are resins with high crystallinity. 30th
Andererseits besitzen die Polycarbonatharze im allgemeinen eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, da sie Polymere mit niedrigem Kristallinitätsgrad sind. Eine einfache Mischung aus einem PBT-Harz und einem Polycarbo-On the other hand, the polycarbonate resins are generally excellent in impact resistance because they Are polymers with a low degree of crystallinity. A simple blend of a PBT resin and a polycarbonate
natharz ergibt .jedoch nicht die Verbesserung der Schlag-35 natural resin does not, however, improve the impact 35
festigkeit in erwartetem Ausmaß. Dieses enttäuschende Ergebnis wurde der Tatsache zugeschrieben, daß die Lös-strength to the expected extent. This disappointing result was attributed to the fact that the
lichkeitsparameter für das PBT-Harz 10,8 und für das Polycarbonatharz 9,8 betragen. Der Unterschied der Löslichkeitsparameter von 1,0 und die Tatsache, daß das PBT-Harz ein hochkristallines Polymer und das Polycarbonatharz ein relativ nicht kristallines Polymer ist, wurden als Ursache der geringen gegenseitigen Löslichkeit angesehen. D.h., das gemischte Harz, bestehend aus einem PBT-Harz und einem Polycarbonatharz enthält eine PBT-Phase, einen Bereich, in dem beide.Harze gegenseitig ineinander gelöst sind und eine Polycarbonatphase. Diese Phasen existieren relativ unabhängig voneinander, so daß dies als Ursache für den Wert der Schlagfestigkeit, der unter den Erwartungen bleibt, gesehen wird.Liability parameters for the PBT resin are 10.8 and for the polycarbonate resin 9.8. The difference in solubility parameters of 1.0 and the fact that the PBT resin is a highly crystalline polymer and the polycarbonate resin is a relatively non-crystalline polymer were considered to be the cause of poor mutual solubility. That is, the mixed resin consisting of a PBT resin and a polycarbonate resin contains a PBT phase, an area in which both resins are mutually dissolved and a polycarbonate phase. These phases exist relatively independently of each other, so this is the cause of the impact resistance value, which is below remains in line with expectations, is seen.
Dazu gegensätzlich besitzt das erfindungsgemäß verwendete, modifizierte PBT-Harz eine Glykolkomponente, welche wiederkehrende Einheiten oder einen Teil des Tetramethylenglykols bildet, das die lineare Glykolkomponente ist, welche teilweise mit 2-substituiertem 1,3-Propandiol substi-In contrast to this, the inventively used, modified PBT resin a glycol component, which repeating units or part of the tetramethylene glycol forms, which is the linear glycol component, which is partially substituted with 2-substituted 1,3-propanediol
tuiert ist, welches eine Glykolkomponente mit einer Seitenkette darstellt. Die Gegenwart der Seitenkette unterbricht die Regelmäßigkeit der Polymerkette und reduziert entsprechend dem Kristallinitätsgrad.is tuiert, which represents a glycol component with a side chain. The presence of the side chain interrupts the regularity of the polymer chain and reduces according to the degree of crystallinity.
Das erfindungsgemäße, modifizierte PBT-Harz weist somit ein viel größeres Ausmaß an nicht kristalliner Phase auf und wird als Ursache angesehen, eine Polymerzusammensetzung mit einer überraschend hohen Schlagfestigkeit zuThe modified PBT resin of the present invention thus has a much greater degree of non-crystalline phase and is believed to cause a polymer composition having a surprisingly high impact resistance
ergeben, wenn es in geeigneter Weise mit einem Polycarbonat 30if suitably with a polycarbonate 30
harz vermischt wird.resin is mixed.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung. In den Beispielen bezieht sich der Ausdruck "Teile" aufThe following examples illustrate the invention. In the examples, the term "parts" refers to
"Gewichtsteile". Die Eigenschaften der Harze wurden durch 35"Parts by weight". The properties of the resins were rated by 35
folgende Verfahren bestimmt.the following procedures are determined.
(1) Gehalt an Poly-2-methyl-1,3-propylenterephthalat(1) Content of poly-2-methyl-1,3-propylene terephthalate
Gehalte an Poly-2-methyl-1,3-propylenterephthalat, wie in nachstehender Tabelle 1 angegeben, wurden be rechnet als Mol-% anhand der kernmagnetischen Resonanzspektren (NMR).Content of poly-2-methyl-1,3-propylene terephthalate, as shown in Table 1 below, were calculated as mol% based on the nuclear magnetic resonance spectra (NMR).
Die Grenzviskositätszahl wurde bei 250C in o-Chlor-The limiting viscosity number was at 25 0 C in o-chlorine
(2) Grenzviskositätszahl Die Grenzviskos phenol bestimmt(2) Limiting viscosity number The limiting viscosity is determined by phenol
10 (3) Schmelzpunkt und Schmelzwärme 10 (3) Melting point and heat of fusion
Für diese Messung wurde das Differenzialabtastkalorimeter von Perkin Eimer, Modell DSC-1B verwendet. AlsThe Perkin Elmer Model DSC-1B Differential Scanning Calorimeter was used for this measurement. as
Standard wurde die Schmelzwärme für Sn verwendet. 15The standard used was the heat of fusion for Sn. 15th
(4) Relativer Kristallinitätsgrad(4) Relative degree of crystallinity
Es wurde die Peakflache, basierend auf der Schmelzung des Harzes, wie erhalten mit einem Differentialab-It became the peak area based on the melting of the resin, as obtained with a differential
tastkalorimeter, verwendet. Der Peakflache von PBT (Harz Ί in Tabelle 1) wurde der Wert von 100 % zugeschrieben. tactile calorimeter, used. The peak area of PBT (Resin Ί in Table 1) was assigned the value of 100%.
(5) Zugfestigkeitsgrenze und Zugbruchdehnung 25(5) Tensile strength limit and tensile elongation at break 25
Es wurde das Gerät Tensilon UTM-1-5000 B der Firma Toyo Baldwin Co. verwendet, in Übereinstimmung mit dem in ASTM D-638 beschriebenen Verfahren.It became the Tensilon UTM-1-5000 B device from the company Toyo Baldwin Co. used, in accordance with the procedure described in ASTM D-638.
(6) Izod-Schlagfestigkeitsprüfung(6) Izod impact strength test
Es wurde das Izod-Schlagfestigkeitsprüfgerät der Firma Toyo Seiki Seisakushyo Co. verwendet. Für die gekerbte Prüfung wurde das in ASTM-D-256 beschriebene Verfahren angewandt.It became the company's Izod impact tester Toyo Seiki Seisakushyo Co. used. The procedure described in ASTM-D-256 was used for the notched test applied.
(7) Thermische Deformationstemperatur Es wurde das in ASTM D-648 beschriebene Verfahren(7) Thermal deformation temperature The procedure described in ASTM D-648 was followed
mit einer Belastung von 18,56 kg/cm verwendet.used with a load of 18.56 kg / cm.
Das PBT-Harz wurde gemäß dem nachfolgend.beschriebenen Verfahren hergestellt.The PBT resin was prepared according to the following Process made.
Eine Mischung aus 194,0 Teilen Dimethylterephthalat, 135,0 Teilen Tetramethylenglykol und 0,20 Teilen Titantetrabutoxid-Katalysator wurde in einen Reaktor eingebracht, der mit einem doppelschneckenförmigen Rührer vom Bandtyp ausgestattet war. Die Umsetzung wurde eine Stunde bei 18O°C in einem Stickstoffstrom und unter Normaldruck fortgeführt. Danach wurde die Reaktionsmischung über 2,5 Stunden auf 23O0C erhitzt und das erzeugte Methanol abdestilliert, wobei 90 % der theore-A mixture of 194.0 parts of dimethyl terephthalate, 135.0 parts of tetramethylene glycol and 0.20 part of titanium tetrabutoxide catalyst was placed in a reactor equipped with a twin-screw belt-type stirrer. The reaction was continued for one hour at 180 ° C. in a nitrogen stream and under normal pressure. Thereafter, the reaction mixture over 2.5 hours at 23O 0 C was heated and distilled off methanol produced, wherein 90% of the theoretical
tischen Menge erzielt wurden. Danach wurden 0,02 Teile Tridecylphosphit der Reaktionsmischung zugesetzt und die Temperatur der Reaktionsmischung auf 2500C erhöht. Der Druck innerhalb des Reaktionssystems wurde über 40 Minuten auf 0,2 mm Hg reduziert und die Polymerisation 3,5 Stunden unter diesen Bedingungen fortgeführt.tables amount have been achieved. Thereafter, 0.02 parts tridecyl phosphite the reaction mixture was added and the reaction mixture temperature raised to 250 0 C. The pressure within the reaction system was reduced to 0.2 mmHg over 40 minutes, and the polymerization was continued under these conditions for 3.5 hours.
Das modifizierte PBT-Harz wurde gemäß dem nachstehend 30The modified PBT resin was prepared according to the procedure below 30
beschriebenen Verfahren hergestellt.described method produced.
Eine Mischung aus 194,0 Teilen Dimethylterephthalat, 121,5 Teilen Tetramethylenglykol und 2-Methyl-1,3-propanA mixture of 194.0 parts of dimethyl terephthalate, 121.5 parts of tetramethylene glycol and 2-methyl-1,3-propane
diol und 0,20 Teilen Titantetrabutoxid-Katalysator wurde obdiol and 0.20 parts of titanium tetrabutoxide catalyst if
in einen Reaktor eingebracht, der mit einem doppelschneckenförmigen Rührer vom Bandtyp ausgerüstet war.placed in a reactor with a twin-screw Belt type stirrer was equipped.
- AH- - AH-
Die Umsetzung wurde 1 Stunde bei 18O°C in einem Stickstoff strom und unter Normaldruck fortgeführt. Die Reaktionsmischung wurde dann 2,5 Stunden auf 23O0C erhitzt, wobei 90 % der theoretischen Menge an erzeugtem Methanol abdestilliert wurden. Danach wurden 0,02 Teile Tridecylphosphit der Reaktionsmischung zugegeben und die Temperatur der Reaktionsmischung auf 2500C erhöht. Der Druck des Reaktionssystems wurde über 40 Minuten auf 0,2 mm Hg reduziert und die Polymerisation 3,5· Stunden unter diesenThe reaction was continued for 1 hour at 180 ° C. in a stream of nitrogen and under normal pressure. The reaction mixture was then heated 2.5 hours 23O 0 C, with 90% of the theoretical amount of produced were distilled off methanol. Thereafter, 0.02 parts tridecyl phosphite the reaction mixture was added and the reaction mixture temperature raised to 250 0 C. The pressure of the reaction system was reduced to 0.2 mmHg over 40 minutes, and the polymerization was 3.5 hours under them
^ Bedingungen fortgeführt.^ Conditions continued.
Die modifizierten PBT-Harze wurden aus verschiedenen Anteilen an Tetramethylenglykol und 2-Methyl-1,3-propandiol, wie in nachstehender Tabelle 1 aufgeführt, unter Anwendung des im Herstellungsbeispiel 2 beschriebenen Verfahrens hergestellt.The modified PBT resins were made from various Proportions of tetramethylene glycol and 2-methyl-1,3-propanediol, as listed in Table 1 below, using that described in Preparation Example 2 Process produced.
Die Eigenschaften der in den Herstellungsbeispielen 1 bis 4 erhaltenen Polymeren und Copolymeren sind in Tabelle aufgeführt.The properties of the in Preparation Examples 1 to 4 obtained polymers and copolymers are shown in table.
33134A233134A2
|Ein-
'tieitι
| A
'tieit
2-Methyl-1,3-propandiol "
i
I
Tridecylphosphit "
Tetrabutoxytitan ' "
I I.
2-methyl-1,3-propanediol "
i
I.
Tridecyl phosphite "
Tetrabutoxytitanium '"
I.
phthalat -Komponente | %2-methyl-1 ^ -propylene tere
phthalate component | %
0,02
0,2013.5
0.02
0.20
0,02
0,2020.2
0.02
0.20
0,02
0,2047.3
0.02
0.20
2015th
20th
ILimiting viscosity number I dl / g
I.
0,200.02
0.20
Schmelzpunkt ι 0CI.
Melting point ι 0 C
Kristallinitätsgrad %relative ι
Degree of crystallinity%
Die in den Herstellungsbeispielen erhaltenen Polyester und Bisphenol A-Polycarbonat ("Lupilon", Handelsbezeichnung, erhältlich von der Mitsubishi Gas Kagaku Co., Ltd.) wurden bei 60 C während 8 Stunden luftgetrocknet. Die getrockneten Polymeren wurden miteinander in den in nachstehender Tabelle 2 aufgeführten Anteilen vermischt und zu diesenThe polyester and bisphenol A polycarbonate ("Lupilon", trade name, available from Mitsubishi Gas Kagaku Co., Ltd.) were air-dried at 60 ° C. for 8 hours. The dried ones Polymers were mixed with one another in the proportions listed in Table 2 below and added to them
2020th 2525th 3030th
Mischungen wurden 0,4 Teile Tridecylphosphit zugesetzt. Die Mischungen wurden geknetet und zu Pellets extrudiert unter Anwendung eines Extruders, der mit einer monoaxialen Schnecke vom vollfliegenden Typ (full-flight-type) mit einem inneren Durchmesser von 40 mm ausgerüstet war und bei 230 bis 25O0C gehalten wurde. Die erhaltenen Pellets wurden 8 Stunden bei 80°C luftgetrocknet und zu Prüfkörpern geformt unter Anwendung einer Standard-Spritzgußvorrichtung bei 52° C. Die EigenschaftenMixtures were added with 0.4 parts of tridecyl phosphite. The mixtures were kneaded and extruded into pellets using an extruder equipped with a monoaxial screw from the full flying type (full-flight-type) having an inner diameter of 40 mm and was maintained at 230 to 25O 0 C. The resulting pellets were air-dried at 80 ° C for 8 hours and molded into test pieces using a standard injection molding machine at 52 ° C. The properties
^ der erhaltenen Zusammensetzungen sind^ of the compositions obtained are
in nachstehender Tabelle 2 aufgeführt. Die Eigenschaften des oben beschriebenen Polycarbonats und des Polyesters (PBT-Harz), wie in Herstellungsbeispiel 1 erhalten, sind als Bezugsbeispiele 1 und 2 aufgeführt.listed in Table 2 below. The properties of the above-described polycarbonate and polyester (PBT resin) obtained in Production Example 1 are given as Reference Examples 1 and 2.
3535
σσ
I ι
I.
σιω
σι
cn t— ·
cn
O P- 3
O
•Η• Η
<ϋ C<ϋ C
r-i D ri D
•Η Xi • Η Xi
-2 , "(PBT resin) '
-2, "
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in einer Verbesserung einer gemischten Polymerzusammensetzung aus Polybutylenglykol und einem als (II) definierten Polycarbonat. Dieses wird erreicht durch Anwendung der Glykolkomponente 1,3-Propandiol mit einer Alkylgruppe bzw. Alkylgruppen in 2-Stellung. Die bisher bekannte Mischung aus Polybutylenglykol und dem Polycarbonat (II), als Vergleichsbeispiel 1 aufgeführt, wird hinsichtlich der thermischen Deformationstemperatur und der Biegefestigkeit bzw. Steifheit bei hoher Temperatur verbessert, verglichen mit Polybutylenglykol alleine, wird jedoch hinsichtlich der Schlagfestigkeit nicht im erwünschten Ausmaß verbessert. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem und schafft eine Mischung aus PoIybutylenglykol und dem Polycarbonat (II) mit unerwartet verbesserter Schlagfestigkeit, während die hohen Werte bezüglich der thermischen Deformationstemperatur und der Zugfestigkeitsgrenze beibehalten werden. Aus den oben aufgeführten Ergebnissen ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine Mischung mit vorzüglichen Eigenschaften, die in sämtlicher Hinsicht ausgewogen sind, darstellt. Da gefordert wird, daß die Mischung eine hohe thermische Deformationstemperatur besitzt, ist die Mischung des Vergleichsbeispiels 2, die eine zu geringe thermische Deformationstemperatur aufweist, nicht geeignet.The object of the present invention is to improve a blended polymer composition of polybutylene glycol and a polycarbonate defined as (II). This is achieved by using the Glycol component 1,3-propanediol with an alkyl group or alkyl groups in the 2-position. The previously known mixture of polybutylene glycol and polycarbonate (II), Listed as Comparative Example 1 is in terms of the thermal deformation temperature and the flexural strength or rigidity at high temperature improved compared to polybutylene glycol alone, however, the impact resistance is not improved to the desired extent. The present invention solves this problem and creates a mixture of polybutylene glycol and the polycarbonate (II) with unexpectedly improved impact resistance, while the high values with respect to the thermal deformation temperature and the tensile strength limit are maintained. From the The above results can be seen that the composition according to the invention is a mixture with excellent Properties that are balanced in all respects. Because it is required that the mixture has a high thermal deformation temperature, the mixture of Comparative Example 2 is the one has too low a thermal deformation temperature, not suitable.
30 3530 35
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GB1496018A (en) * | 1974-04-06 | 1977-12-21 | Basf Ag | Thermoplastic moulding compositions based on polybutylene terephthalate |
DE3118697A1 (en) * | 1981-05-12 | 1982-12-02 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | "THERMOPLASTIC MOLDS BASED ON POLYCARBONATE, POLYALKYLENE TEREPHTHALATE AND, IF NECESSARY, ONE OR MORE POLYMERISATES" |
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- 1983-04-22 GB GB08310911A patent/GB2118957B/en not_active Expired
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DE3313442C2 (en) | 1992-09-24 |
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GB2118957B (en) | 1986-05-08 |
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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