DE3507128A1 - Mit glasfasern verstaerkte polypropylen-zusammensetzungen - Google Patents

Mit glasfasern verstaerkte polypropylen-zusammensetzungen

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DE3507128A1 DE19853507128 DE3507128A DE3507128A1 DE 3507128 A1 DE3507128 A1 DE 3507128A1 DE 19853507128 DE19853507128 DE 19853507128 DE 3507128 A DE3507128 A DE 3507128A DE 3507128 A1 DE3507128 A1 DE 3507128A1
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Description

Mit Glasfasern verstärkte Polypropylen-Zusammensetzungen
Die Erfindung betrifft glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzungen und insbesondere glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzungen mit überlegenen mechanischen Eigenschaften, einer grossen
Härte und einem guten Aussehen.
Der Bedarf an harten und mechanisch festen, thermoplastischen Harzen als Rohstoff für Automobilteile, bei elektrischen Anwendungen und für zahlreiche andere technische Produkte, steigt laufend an. Infolgedessen besteht auch ein Bedarf für Polypropylen
(nachfolgend zu PP abgekürzt) und glasfaserverstärktes Polypropylen (nachfolgend zu FR-PP abgekürzt),
das man durch Zugabe von Glasfasern zu PP erhält.
Da PP ein nicht-polares Harz ist, ist das Benetzen (bzw. die Affinität) dieses PP gegenüber Glasfasern an der Oberfläche der Glasfasern schlecht und wenn man Glasfasern einfach zu PP gibt, ist eine wirksame Verbesserung hinsichtlich der mechanischen Festigkeit {wie der Zugfestigkeit, der Biegefestigkeit und dergleichen) kaum erkennbar.
Deshalb hat man PP, das mit ungesättigten Carbonsäuren oder einem Anhydrid davon (nachfolgend als ungesättigte Carbonsäure bezeichnet) modifiziert worden war (nachfolgend als modifiziertes PP bezeich- - net) zu PP gegeben und als Glasfasern hat man solche verwendet, deren Oberfläche mit einem Silankupplungsmittel behandelt worden war, wodurch eine
Reaktivität mit den verwendeten ungesättigten Carbonsäuren eintrat und die Benetzungseigenschaften, d.h. die Anhaftung zwischen PP und Glasfasern, verbessert wurden.
20
Durch diese Erhöhung der Anhaftung zwischen PP und Glasfasern wird aber das Aussehen von daraus hergestellten Formkörpern verschlechtert.
Die Verbesserung der Härte kann man erzielen, indem man die Menge der zugegebenen Glasfasern erhöht, aber dies verschlechtert noch das Aussehen der Formkörper. Weiterhin findet nicht nur eine Verschlechterung des Aussehens statt, sondern durch die Zugabe von grösseren Mengen der Glasfasern erhöht sich auch das spezifische Gewicht des Formkörpers und der
Vorteil der Leichtgewichtigkeit geht verloren. Insofern besteht eine Grenze hinsichtlich der zugegebenen Menge an Glasfasern.
Es t*steht nun ein Bedürfnis nach harten Polypropylen-Zusammensetzungen mit hoher mechanischer Festigkeit und gutem Aussehen, wobei man nur geringe Mengen an Glasfasern verwenden muss.
Zu diesem Zweck hat man bereits ein Polyamidharz, insbesondere Nylon-6 oder Nylon-66, und Glasfasern zu PP zugegeben. Um die Verträglichkeit von PP mit dem Polyamidharz zu verbessern, hat man auch schon modifiziertes PP zu PP gegeben. Zusammensetzungen, die aus PP, modifiziertem PP, einem üblichen Polyamidharz, wie Nylon-6 oder Nylon-66, und Glasfasern bestehen, haben jedoch keine ausreichende mechanische Festigkeit und die Härte wird aufgrund der Zugabe von Nylon-6 oder Nylon-66, die beide feuchtigkeitsabsorptiv sind, durch die dabei eintretende Feuchtigkeitsabsorption erheblich vermindert.
Wenn man auf ein solches System zum Zwecke des Schmelzens und Verknetens Wärme einwirken lässt, dann tritt eine heftige Reaktion zwischen den von dem modifizierten PP stammenden Carbonsäureresten und einem Polyamidharz ein und dadurch verlieren Formkörper nicht nur ihre Farblosigkeit und werden gelb, sondern sie verlieren auch ihren Glanz. Das Aussehen von solchen Formkörpern ist deshalb.stumpf und ungleichmässig; äusserlich schöne Formkörper sind auf
diese Weise nicht zu erhalten.
Es wurden infolgedessen von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung Untersuchungen durchgeführt/ um " s vorerwähnte Problem bei FR-PP zu lösen. Dabei wurde festgestellt, dass bei Verwendung von speziellen Polyamidharzen, die man erhält durch Polykondensation von Methaxylen und Adipinsäure, als Polyamidharz zum Abmischen mit einem modifizierten PP oder einem PP, welches modifiziertes PP enthält, und mit Glasfasern und anschliessendem Schmelzen und Verkneten glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusam-.. mensetzungen erhalten werden mit verbesserten mechanischen Festigkeiten und einer verbesserten Härte, wobei die Formkörper ein sehr gutes äusseres Aussehen haben. Auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung gemacht.
Aus der vorhergehenden Diskussion ist es offensichtlieh, dass das Ziel der Erfindung darin besteht, eine glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, aus welcher man Formkörper mit verbesserten mechanischen Festigkeiten, verbesserter Härte und einem sehr guten Aussehen herstellen kann.
Die Erfindung betrifft glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzungen, die man durch Schmelzen und Verkneten einer Mischung aus
30
(A) 50 bis 95 Gew.-Teilen eines mittels einer ungesättigten Carbonsäure oder eines Anhydrids davon modifizierten Polypropylenharzes oder eines Polyropylenharzes, welches 5 Gew.-Teile oder mehr an eint * mit einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon modifizierten Polypropylen enthält,
(B) 50 bis 5 Gew.-Teilen eines Polyamidharzes, das man durch Polykondensation eines Metaxylendiamins
10 und Adipinsäure erhält, und
(C) 5 bis 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge der Komponenten (A) und (B).
Das erfindungsgemäss verwendete Polyamidharz erhält man durch Polykondensation von Metaxylendiamin und Adipinsäure. Es ist ein spezielles Polyamid mit der nachfolgenden Strukturformel, enthaltend einen aromatischen Ring (Benzolring) in einer Molekülkette. Es wird im allgemeinen als Nylon-MXD6 bezeichnet (nachfolgend, wird es in der Beschreibung auch als Nylon-MXD6 bezeichnet).
H-e-NH-CH--lii^NHCO-C . HQ-CO-H-OH 25 2 kj 4 8 η
Dieses Nylon-MXD6 hat einen Benzolring und eine Molekularkette und es zeigt eine hohe Härte und· eine wesentlich höhere mechanische Festigkeit und Härte im Vergleich zu anderen Polyamidharzen, z.B. Nylon-6 oder Nylon-66. Ein ganz wesentliches Merkmal für
— Q _
Nylon-MXD6 ist es auch, dass es nur sehr geringe Mengen Feuchtigkeit absorbiert im Vergleich zu Nylon-6 oder Nylon-66.
Dur'" die Verwendung von Nylon-MXD6 in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen als Polyamidharz, werden die in der Vergangenheit aufgetretenen Probleme gelöst.
Neben der Einzelverwendung von Nylon-MXD6 als Polyamidharz sind auch Mischungen von anderen Polyamidharzen, wie Nylon-6, Nylon-66, Nylon-11, Nylon-12, . Nylon-610, Nylon-612, zusammen mit einer Hauptkomponente aus MXD6 möglich.
Das erfindungsgemäss verwendete modifizierte PP ist ein Material, das man durch Modifizierung von PP mit ungesättigten Carbonsäuregruppen erhält. Geeignete ungesättigte Carbonsäuregruppen sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Maleinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrld und dergleichen.
Als Ausgangsmaterial für die Verwendung in dem modifizierten PP kann jedes übliche Polypropylen-Homopolymer oder Propylen-Ethylen-Blockcopolymer oder Propylen-Ethylen-statistisches Copolymer oder Propylen-Ethylen-Buten-Copolymer oder Propylen-Ethylen-Hexen-Copolymer verwendet werden.
30
Zur Herstellung von modifiziertem PP sind eine Reihe
von an sich bekannten Verfahrensweisen möglich. Eine Verfahrensweise, bei der man die vorerwähnten ungesättigten Carbonsäuregruppen in ein Polypropylen einbrir7t, besteht darin, dass man einen üblichen RadikalblIdner, wie ein organisches Peroxid, z.B. Di-tbutylperoxid/ Dicumylperoxid, Benzoylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, 1,3-Bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol zu Polypropylenpulver gibt und die Mischung dann mit einem Extruder verschmilzt und verknetet.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendbare, unmodifizierte PP ist nicht besonders beschränkt und man kann als Ausgangsmaterial ein PP verwenden, wie es auch zur Herstellung von modifiziertem PP verwendet wird, wobei die vorerwähnten Arten von PP alle geeignet sind. Verwendet man ein modifiziertes PP anstelle einer Mischung mit PP, dann soll das Mischverhältnis so sein, dass 5 Gew.% oder mehr an modifiziertem PP in der Mischung vorliegen. Auch ein vollständig modifiziertes PP ist möglich. Das Mischungsverhältnis von Nylon-MXD6 und modifiziertem PP oder PP, enthaltend 5 Gew.% oder mehr an modifiziertem PP (nachfolgend als modifizierte PP-Gruppe bezeichnet) beträgt vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-Teile Nylon-MXD6 zu 95 bis 50 Gew.-Teilen modifiziertem PP oder irgendeiner modifizierten PP-Gruppe. Besonders bevorzugt ist ein Bereich von 10 bis 40 Gew.-Teilen Nylon-MXD6 und 90 bis 60 Gew.-Teilen modifiziertem PP oder irgendeiner modifizierten PP-Gruppe. Liegt der Gewichtsbereich bei weniger als 5 Gew.-Teilen Nylon-MXD6, dann
werden die erstrebten Verbesserungen nicht in ausreichendem Masse erzielt.
Als Glasfasern können erfindungsgemäss alle solchen verwendet werden, wie sie üblicherweise für Glasfaserverstärkungen verwendet werden, z.B. Glasrovings, zerkleinerte Glasfaserstränge, gemahlene Fasern und dergleichen.
Die Menge der zugegebenen Glasfaser liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen der Summe aus modifiziertem PP oder irgendeiner modifizierten PP-Gruppe. Ein besonders bevorzugter Bereich liegt bei 20 bis 90 Gew.-Teilen und insbesondere bei 30 bis 80 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen des modifizierten PP. Bei einer Menge von weniger als 5 Gew.-Teilen erzielt man keine ausreichende Verstärkung. Bei einer Menge über 100 Gew.-Teilen wird das Schmelzen und Verkneten ausserordentlich schwierig und durch die Verringerung der Fliessfähigkeit der Schmelze wird die Verarbeitung erschwert, so dass ein solches Verhältnis nicht bevorzugt ist.
Beim erfindungsgemassen Verfahren ist die gleichzeitige Anwendung von Additiven, wie sie üblicherweise zu PP gegeben werden, z.B. Antioxidanzien, Wärmestabilisatoren, UV-Absorber, Metallsalze von höheren Fettsäuren, Schmiermittel, Färbemittel, anorganische Füller etc., möglich. 30
Es sind eine Reihe von Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemässen, glasfaserverstärkten Polypropylen-Zusammensetzungen möglich. Zum Beispiel:
(1) ein Verfahren, bei dem man nach dem Vermis · en eines modifizierten PP oder irgendeiner modifizierten PP-Gruppe mit Nylon-MXD6 Glasfasern in bestimmten Mengen zugibt und dann schmilzt und verknetet;
(2) ein Verfahren, bei dem man nach dem Schmelzen eines modifizierten PP oder irgendeiner modifizierten PP-Gruppe,dieses verkneten und granuliert und dann Glasfasern zusetzt und weiter schmilzt und knetet;
(3) ein Verfahren, bei dem man einen Extruder verwendet mit einem Einführstutzen zum Einführen des Rohmaterials in den zylindrischen Teil, ausser dem üblichen Rohmaterialzuführstutzen, wobei ein modifiziertes PP oder irgendeine modifizierte PP-Gruppe und Nylon-MXD6 zugeführt werden und Glasfasern in den zylindrischen Teil eingeführt werden, worauf man dann das Schmelzen und Verkneten durchführt;
(4) ein Verfahren, bei dem man das Verschmelzen und Verkneten durchführt, indem man gleichzeitig ein modifiziertes PP oder irgendeine modifizierte PP-Gruppe aus einem üblichen Rohmaterialzuführstutzen einführt und Nylon-MXD6 und die Glasfasern durch einen am Zylinder angebrachten Zuführstützen einführt.
Als Mischvorrichtungen können Hochgeschwindigkeitsmischer mit einem Rührer, z.B. ein Henschel-Mischer, oder übliche Mischvorrichtungen, z.B. ein Bandmischer, ein Taumelmischer oder dergleichen, verwendet werden. Zum Schmelzen und Verkneten können Einfachoder Doppelschneckenextruder verwendet werden, wobei die Schmelz- und Verknetungstemperaturen im Bereich von 200 bis 3000C, vorzugsweise 220 bis 28O0C und insbesondere 240 bis 2800C, liegen.
Aus dem so erhaltenen Granulat von glasfaserverstärkten Polypropylen-Zusammensetzungen wurden Testproben in einer bestimmten Grosse geformt und die mechanische Festigkeit, die Härte und das Aussehen wurden gemessen. Unter Verwendung dieser Teststücke wurden auch die mechanische Festigkeit, die Härte und das Aussehen bestimmt, nachdem man einen verstärkten Wasserabsorptions-Behandlungstest durchgeführt hatte.
Es stellte sich dabei heraus, dass die erfindungsgemässen Zusammensetzungen eine erhebliche Verbesserung hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Härte und des Aussehens erbrachten (also hinsichtlich des Glanzes, des Farbtons, der Ungleichmässigkeit des Glanzes und des Oberflächenzustandes) im Vergleich zu den Vergleichsversuchsstücken, und dass man die erfindungsgemäss hergestellten Produkte vorteilhaft für elektrische Anwendungen, für Automobilteile oder für irgendwelche anderen Teile verwenden kann, bei denen eine hohe mechanische Festigkeit, eine grosse Härte und ein gutes Aussehen gefordert werden.
Die Erfindung geht aus den Beispielen und Vergleichsbeispielen näher hervor. Die mechanische Festigkeit wurde durch Messung der Zugfestigkeit und der Biegefestajkeit; die Härte durch Messung des Biegemoduls; und *is Aussehen durch Bestimmung des Oberflächenglanzes, des Farbtons und der Ungleichmässigkeit des Glanzes bewertet. Die bei den Beispielen und Vergleichsbeispielen angewendeten Tests waren die folgenden:
VERSTÄRKTE WASSERABSORPTIONSBEHANDLUNG UND MESSUNG DER WASSERABSORPTION
Die Testproben wurden in siedendes Wasser von 1000C während 3 Tagen eingetaucht. Aus dem Prozentsatz des Gewichtsunterschieds vor und nach der Behandlung wurde die Wasserabsorption berechnet.
AUSSEHEN
Es wurden flache Platten mit einer Länge von 150 mm, einer Breite von 150 mm urd einer Dicke von 2 mm als Testproben verwendet und der Oberflächenzustand wurde mit dem blossen Auge bewertet und auf Farbton und
25 Ungleichmässigkeit des Glanzes bewertet.
Zugfestigkeit: gemäss JIS K 7113 Biegefestigkeit: gemäss JIS K 7203
30 Biegemodul: gemäss JIS K 7203
3607128
Glanz: gemäss ASTMD 523, der Grad des
Glanzes einer Spiegeloberfläche der flachen Testproben mit einer Dicke von 2 mm wurde bei einem Einfallwinkel von 60° beurteilt.
Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
98/15 Gew.-Teile Polypropylen-Homopolymer mit einem Schmelzfliessgrad (Menge des extrudierten geschmolzenen Harzes, das bei einer Beladung von 2,16 kg in 10 Minuten bei einer Temperatur von 2300C ausfliesst) von 4,5 g/10 min, 1,0 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid, 0,1 Gew.-Teile 2,6-Di-t-butyl-para-kresol, 0,1 Gew.-Teile Calciumstearat, 0,05 Gew.-Teile 1,3-Bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol und 0,6 Gew.-Teile Magnesiumhydroxid wurden in einem Henschel-Mischer 3 Minuten vermischt. Mit einem Doppelschneckenextruder mit einem Innendurchmesser von 45 mm und verschiedenen Rohmaterialzufuhrstuf7en mit einem L/D von 30 und bei 2000C, wurde das Schmelzen, Kneten und Extrudieren durchgeführt, wobei man modifizierte PP-Pellets mit einem Schmelzfliessgrad von 130 g/10 min erhielt.
Das modifizierte PP und Nylon-MXD6 (RENY-6001, hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) wurde in den in Tabelle 1 angegebenen speziellen Mengen in einen Taumelmischer gegeben und 10 Minuten lang vermischt und dann durch einen üblichen Rohmaterial-
zuführstutzen in den vorerwähnten Extruder eingegeben und Glasfasern wurden von einem Zuführstutzen, der am zylindrischen Teil angebracht war, eingeführt, wobei man die zugeführte Menge mass, und die Granulat'*. ldung erfolgte beim Durchführen des Schmelzknetens und Extrudierens bei einer Temperatur von 2500C.
In Vergleichsbeispiel 1 wird modifiziertes PP mit Glasfasern verschmolzen, geknetet und extrudiert, wobei die gleichen Bedingungen angewendet wurden wie in den Beispielen 1 bis 3, jedoch ohne Zugabe von Nylon-MXD6. In Vergleichsbeispiel 2 wurden wiederum die gleichen Bedingungen wie in den Beispielen 1 bis 3 durchgeführt, wobei man mischte, schmolz, verknetete und extrudierte, unter Erhalt des Granulats, wobei jedoch als Polyamidharz Nylon-6 verwendet wurde. In Vergleichsbeispiel 3 wurde wiederum das Verfahren gemäss Beispielen 1 bis 3 bei einer Temperatür von 2700C nachgearbeitet und das Granulieren erfolgte durch Verschmelzen, Verkneten und Extrudieren der Mischung bei 2700C, vobei jedoch Nylon-66 als Polyamidharz verwendet wurde.
Die so erhaltenen Pellets wurden in eine Spritzgussmaschine gegeben und Testproben in einer bestimmten Grosse wurden bei einer Harztemperatur von 2500C und einer Formgebungstemperatur von 800C geformt und für verschiedene Tests verwendet. Bei dem Granulat, bei dem Nylon-66 verwendet worden war, wurde das Spritzgussvergiessen bei einer Harztemperatur von 2750C und einer Formgebungstemperatur von 800C durchgeführt
3607128
und dabei wurden Testproben bestimmter Grosse, die für die verschiedenen Tests verwendet werden konnten, erhalten. Die Ergebnisse der Versuche werden in Tabelle 1 ge
Beispiele 4 bis 5 und Vergleichsbeispiele 4 bis 5
Um die Wirksamkeit der gleichzeitigen Anwendung von modifiziertem PP oder einem üblichen unmodifizierten PP zu untersuchen, wurden verschiedene Zusammen-.. Setzungen aus modifiziertem PP, einem unmodifizierten PP,.Nylon-MXD6 und Glasfasern in einem Mischungsverhältnis, wie es in Tabelle 2 angegeben wird, miteinander vermischt, verschmolzen, verknetet und extrudiert, wobei diese Bedingungen die gleichen waren, wie sie in den Beispielen 1 bis 3 angewendet wurden und wobei man ein Granulat erhielt. In den Vergleichsbeispielen 4 und 5 wurde ebenfalls das Vermischen, Verschmelzen, Verkneten und Extrudieren in den angegebenen Mischungsverhältnissen durchgeführt, unter den Bedingungen, wie sie in Beispielen 1 bis 3 angegeben sind und wobei man ebenfalls Granulate erhielt.
Mit diesen Granulaten wurden Proben mit einer bestimmten Grosse geformt und diese für die verschiedenen Untersuchungen verwendet.
30 Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiele 6 bis 8 und Vergleichsbeispiele 6 bis 10
Um den Einfluss der zugegebenen Menge an Glasfasern zu untersuchen wurden jeweils modifiziertes PP,
NyI-. -MXD6 und Glasfasern in den in Tabelle 3 beschriebenen Mischungsverhältnissen vermischt und
das Mischen, Verschmelzen, Verkneten und Extrudieren wurde wie in den Beispielen 1 bis 3 durchgeführt.
In den Vergleichsbeispielen 6 bis 10 wurde das Mischen, Verschmelzen, Verkneten und Extrudieren der Komponenten in den angegebenen Mischungsverhältnissen gemäss Tabelle 3 durchgeführt und das Granulieren erfolgte dann ebenso wie in den Beispielen 1 bis 3.
Die so erhaltenen Granulate wurden in eine Spritzgussmaschine eingeführt und es wurden Testproben
bestimmter Grosse, wie in den Beispielen 1 bis 3, hergestellt und für die verschiedenen üntersuchun-
20 gen verwendet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
TABEtIiE 1
modifiziertes PP unmodifiziertes PP Polyamidharz
Gew,-Teile
Art des Polyamidharzes
Beispiele
70
30
Nylon MXD6
90
10
Nylon MXD 6
60
40
Nylon MXD6
Vergleichsbeispiele
70
30
Nylon
6
70
30
Nylon 66
Glasfasern (pro 100 Teilen,Harz) Gew.-Teile
50
50
50
50
50
M Π
35
Zugfestigkeit kgf/an2 Biegefestigkeit kgf/an2 Biegemodul (x104 kgf/an2)
5 ψ.
Zugfestigkeit kgf/an2 Biegefestigkeit kgf/an2 Biegemodul (x10 kgf/cm2) Wasserabsorption %
1584 1901 7,6
1350 1642
6,5
1610 1942
1025
1290
1311
1638
6,5
1204 1407
6,5
1,36
1053 1248
5,8
0,59
1175 1418
6,6
1,74
820
1030
0,18
872
1165
5,2
2,50
1290 1576
6,7
903 1122
1,98
cri
CD
CX)
TARKr.T.K 1 (Fortsetzung)
Glanz (%) Beispiele 2 3 Vergleichsbeispiele • 1 2 3
Ton 1 70 73 63 42 47
S Vorliegen oder Nxchtvorliegen von
Ungleichmässigkeiten des öberf lä-
chenglanzes		 75 gelblich-
weisse
Farbe		 weiss gelb braun braun
Ausse weisse
Farbe		 ja in ge
wissem Aus-
mass		 nein ja in ge
wissem
Ausmas		 ja, grosse
Ungleich- _
mässigkeit		 ja, grosse
Ungleich-
mässigkeit
nein
Festigkeit und Härte der
Formkörper
Gegenstand nach
d.verstärkten
Wasserabsprtions
—behandlung
■3 r.
stand, ι nach d.Formgebung
* I
Μ» M
ο η· π
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(D ο
Mischverhältnis der Komponenten
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OJ
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Ul
8ZLZ1QSS ..
TABELLE 2 (Fortsetzung)
Glanz (%) Beispiele 5 Vergleichsbeispiele 5
Ton 4 75 4 65
Vorliegen oder Nichtvorliegen von
Ungleichmässigkeiten des Oberflä-
chenglanzes		 78 weisse
Farbe		 80 gelbe
Farbe
in weisse
Farbe		 nein weisse
Farbe		 ja etwas
nein nein
TABELLE 3
ipodif iziertes PP unmodifiziertes PP Polyamidharz
Gew.-Teile
Art des Polyamidharzes
Beispiele
70
30
Nylon
MXD6
70
30
Nylon MXD 6
70
30
Nylon MXD 6
Vergleichsbeispiele
100 0 0
100
0
0
70
30
Nylon
10
70
30
Nylon
Glasfasern (pro 100 Teilen des Harzes) Gew.-Teile
10
25
100
10
100
25
100
Zugfestigkeit kgf/an2 Biegefestigkeit kgf/an2 Biegemodul (x104 kgf/an2)
911
1093
1283 1558
1762 2211
11,9
610 730
2,3
830
1010
4,0
1197
1615
9,4
1030 1230
4,5
Zugfestigkeit kgf/ana Biegefestigkeit kgf/an3 Biegemodul (x10 kgf/an3) Wasserabsorption %
656
765
2,8
1,78
949 1122
4,3
1,59
1410 1747 10,3
1,07
518 606
2,1
0,08
656
777
3,6
0,14
970
1244
8,5
0;17
669 763 3,6
3,01
1522 1894
9,7
1043 1260
8,0
2,03
LO OI O
TABELLE 3 (Fortsetzung)
Glanz. %- Beispiele 6 7 8 6 Vergleichsbeispiele 7 8 9 10
Ton 86 81 67 74 70 45 49 33
weisse weisse weisse ■■ gelbe gelbe gelbe braune braune
8' Vorliegen oder Nicht- Farbe Farbe Farbe Farbe Farbe Farbe Farbe Farbe
W vorliegen von Ifti- nein nein etwas nein etwas grosse grosse grosse
gleichmässigkeiten vorhan vorhan Ungleich- Ungleich- Ungleich-
< • des Oberf lächenglan- den den massig- massig- massig-
zes keit keit keit
CO Ul CD
Aus Tabelle 1 kann man entnehmen, dass - wie zu erwarten - in den Beispielen 1 bis 3 Produkte mit verbesserten mechanischen Eigenschaften (wie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit) und Härte (Biegemodul) erhalten ' erden im Vergleich zu den von Vergleichsbeispiel 1, bei dem kein Polyamidharz verwendet wurde. Es ist jedoch überraschend, dass das Aussehen der erfindungsgemäss hergestellten Produkte auch gleich ist für den Fall, dass kein Polyamid verwendet wird und zwar trotz der Verwendung eines Polyamids, wobei das bessere Aussehen der erfindungsgemässen Produkte bestätigt wurde. Vergleicht man weiterhin die Beispiele 1 bis 3 mit den Vergleichsbeispielen 2 bis 3, bei denen Nylon-6 und Nylon-66 als Polyamidharz verwendet wurden, dann wird ersichtlich, dass die mechanische Festigkeit, die Härte und das Aussehen in beiden Fällen vor und nach der Wasserabsorptionsbehandlung verbessert sind.
Weiterhin war es überraschend, dass die Überlegenheit der erfindungsgemässen Zusammensetzung auch in Beispiel 2 gezeigt wird. Trotz der Verwendung von geringeren Mengen an Nylon-MXD6, und zwar von nur 10 Gew.-Teilen, zeigte Beispiel 2 eine mechanische Festigkeit und Härte, die denen von Vergleichsbeispielen 2 und 3, bei denen Nylon-6 und Nylon-66 verwendet wurden, überlegen sind.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen zeigen eine ausserordentlich geringe Wasserabsorption im Vergleich zu Zusammensetzungen, bei denen Nylon-6 und
Nylon-66 verwendet wurden.
Weiterhin ist die Verringerung der mechanischen Festigkeit und der Härte nach einer verstärkten Wasserc-Sorptionsbehandlung geringer als bei Zusammensetzungen, bei denen Nylon-6 und Nylon-66 verwendet wurden.
Aus Tabelle 2 wird ersichtlich, dass dann, wenn die Menge an modifiziertem PP, welches mit unmodifiziertem PP abgemischt wird, 5 Gew.-Teile oder mehr übersteigt, kein Problem hinsichtlich der Verträglichkeit mit Nylon-MXD6 und unmodifiziertem PP vorliegt und dass eine ausreichende mechanische Festigkeit, Härte und ein gutes Aussehen erzielt werden.
Im Vergleichsbeispiel 4 ist die Menge des verwendeten modifizierten PP geringer und die Verträglichkeit von unmodifiziertem PP mit Nylon-MXD6 wird verringert und die Wirkung der Zugabe von Nylon-MXD6 kommt nicht zum Ausdruck. Im Vergleichsbeispiel 5 liegt die Menge an zugegebenem Nylon-MXD6 bei nur 3 Gew.-Teilen und die Verbesserung wird nicht erzielt.
Aus Tabelle 3 wird ersichtlich, dass bei einer Erhöhung der Menge an Glasfasern die mechanische Festigkeit und die Härte naturgemäss zunehmen und dass eine Verringerung der Güte im Aussehen vorliegt, jedoch zeigen die Beispiele 6 bis 8 ein besseres Aussehen als die mechanischen Eigenschaften aid die Vergleichsbeispiele 6 bis 8. Es wurde auch gezeigt, dass die
mechanischen Eigenschaften und die Härte erheblich verbessert wurden gegenüber den Vergleichsbeispielen 9 bis 10/ bei denen Nylon-6 verwendet wurde.
Die ε rfindungsgemässen Zusammensetzungen zeigen also insgesamt eine erhebliche Verbesserung hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Härte und des Aussehens und ein geringeres Wasserabsorptionsvermögen.
10

Claims (5)

HOFFMANN.;.EITLE & PARTNER .: r PATENT- UND RECHTSANWÄLTE F PATENTANWÄLTE DIPL.-INQ. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL -ΙΝΘ. W. LEHN * DlPL.-ΙΝβ. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H -A. BRAUNS · DIPL.-1NS. K. GORa DIPU-INa. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE 41 614 o/wa CHISSO CORPORATION, OSAKA / JAPAN Mit Glasfasern verstärkte Polypropylen-Zusammensetzungen PATENTANSPRÜCHE
1. Mit Glasfasern verstärkte Polypropylen-Zusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet , dass sie erhalten wurden durch Verschmelzen und Verkneten einer Mischung aus
5
(A) 50 bis 95 Gew.-Teilen eines mittels einer ungesättigten Carbonsäure oder eines Anhydrids davon modifizierten Polypropylenharzes oder eines Polypropylenharzes, welches 5 Gew.-Teile oder mehr an einem mit einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon modifizierten Polypropylen enthält,
ARABELLASTRASSE 4 ■ D-8000 MÖNCHEN 81 ■ TELEFON C089^ Q11087 . TELEX S-29619 CPATHEJ · TELEKOPIERER 9183 56*
(B) 50 bis 5 Gew.-Teilen eines Polyamidharzes, erhalten durch Polykondensation eines Metaxylendiamins und Adipinsäure, und
'C) 5 bis 100 Gew.-Teilen Glasfasern pro 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge der Bestandteile (A) und (B).
2. Glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass
(A) 70 Gew.-Teile Polypropylenharz, modifiziert durch eine ungesättigte Carbonsäure oder
15 ein Anhydrid davon,
(B) 30 Gew.-Teile eines Polyamidharzes, erhalten durch Polykondensation von Metaxylendiamin und Adipinsäure, und
(C) 50 Gew.-Teile Glasfasern, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Su^e von (A) und (B)
miteinander verschmolzen und verknetet werden. 25
3. Glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass
(A) 80 Gew.-Teile durch eine ungesättigte Carbonsäure oder ein Anhydrid davon modifiziertes Polypropylenharz,
(B) 20 Gew.-Teile Polyamidharz, erhalten durch Polykondensation von Metaxylendiamin und Adipinsäure/ und
* Z) 55 Gew.-Teile Glasfasern, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe von (A) und (B)
miteinander verschmolzen und verknetet werden.
4. Glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzung gemäss Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die ungesättigte Carbonsäure oder deren Anhydrid ausgewählt ist aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Maleinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid.
5. Glasfaserverstärkte Polypropylen-Zusammensetzung gemäss Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e η η zeichnet, dass das Polypropylenharz ausgewählt ist aus einem Polypropylen-Homopolymer, einem Propylen-Ethyle-i-Blockcopolymer, einem Propylen-Ethylen-statistischen Copolymer, einem Propylen-Ethylen-Buten-Copolymer und einem Propylen-
25 Ethylen-Hexen-Copolymer.
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