DE4041522A1 - Lactamschmelzen mit erhoehter viskositaet - Google Patents
Lactamschmelzen mit erhoehter viskositaetInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
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Description
Die Erfindung betrifft (vorzugsweise Füll-/Verstärkungsstoffe enthaltende) Lactam
schmelzen mit erhöhter Viskosität, ihre Herstellung sowie ihre Verwendung, ins
besondere im Bereich der aktivierten anionischen Lactampolymerisation (Guß
polyamid). Den Lactamschmelzen werden erfindungsgemaß bestimmte Vinylaro
mat-Dien-Blockcopolymere, welche sich in den Lactamen lösen, sowie eine weitere,
mit den Dienblöcken kompatible Komponente, welche sich vollständig oder teil
weise in der Lactamschmelze auflöst, zugesetzt. Bevorzugtes Lactam ist ε-Capro
lactam. Lactamschmelzen erhöhter Viskosität eignen sich besonders für die Auf
nahme von Verstärkungs- und Füllstoffen.
Gußpolyamide, z. B. aus ε-Caprolactam hergestellt, weisen bekanntlich ein hohes
Niveau der mechanischen Eigenschaften auf; aufgrund ihrer gegenüber Standard
spritzgußteilen erhöhten Kristallinität sowie der wesentlich höheren Molekular
gewichte sind fast alle mechanischen Eigenschaftswerte gegenüber durch Polykon
densation hergestellten Polyamiden verbessert. Aus diesem Grund ist Grußpolyamid
ein attraktiver Werkstoff.
Ein Nachteil gegenüber den durch Polykondensation hergestellten Polyamiden liegt
aber darin, daß es sich im allgemeinen nicht thermoplastisch verarbeiten läßt. Alle
Zusatzstoffe, die im Formteil anwesend sein sollen, müssen daher im allgemeinen in
die Lactamschmelze vor der Polymerisation eingebracht werden.
Die Herstellung von Gußpolyamidteilen, ausgehend von niedrigviskosen Lactam
schmelzen und Katalysatoren sowie Aktivatoren (aktivierte anionische Polymerisa
tion) ist bekannt (z. B. Vieweg, Müller; Kunststoff-Handbuch Bd. VI, Carl Hanser
Verlag, München 1966). Gegenüber Polyurethan-RIM-Systemen ist die Verfahrens
technik einfacher, da z. B. aufgrund der sehr niedrigviskosen Lactamschmelzen
drucklos und unter Einsatz einfacher Pumpen gefördert werden kann.
Für viele Einsatzgebiete wäre es nun wünschenswert, die guten mechanischen
Eigenschaften von Gußpolyamidteilen weiter zu steigern, z. B. Härte, Steifigkeit und
Festigkeit, vor allem auch den Kriechmodul, indem Verstärkungs- bzw. Füllstoffe
zugesetzt werden, wie es von Spritzgußmaterialien her bekannt ist. Genau hier wirkt
sich aber die geringe Viskosität der Lactamschmelzen sehr nachteilhaft aus, da
aufgrund des Dichteunterschiedes z. B. Glasfasern sehr schnell sedimentieren. Dies
macht die Herstellung eines glasfaserverstärkten Gußpolyamids auf konventionel
lem Wege sehr schwierig.
Es gibt vor allem zwei Methoden die Viskosität von Flüssigkeiten zu erhöhen,
nämlich einmal durch Thixotropierung und einmal durch Zugabe sich in dem
Medium lösender und die Viskosität erhöhender Mittel.
Infolge der apparativen Gegebenheit bei der Herstellung von Gußpolyamidteilen
kann vermutet werden, daß eine Thixotropierung der Schmelze ungünstig ist, da
eine Rührbarkeit und damit Dispergierbarkeit der Füllstoffe nur im unmittelbaren
Bereich des Rührers gegeben ist. Von daher erscheint eine homogene Verteilung der
Verstärkungsstoffe kaum möglich. Weiterhin erscheint es in den üblicherweise
verwendeten Apparaturen kaum möglich, die Thixotropiermittelpartikel fein genug
zu verteilen, da hierzu im allgemeinen hohe Schergeschwindigkeiten benötigt
werden. Eigene Versuche bestätigen die vermuteten Nachteile der Verwendung von
Thixotropiermitteln.
Daher war die Erhöhung der Viskosität der Lactamschmelzen durch Einbringen
eines gut löslichen, die Viskosität steigendem Additivs bei weitem vorzuziehen.
Problematisch ist hier allerdings, daß die aktivierte anionische Polymerisation von
Lactamen ein chemisch sehr empfindliches System darstellt, das durch die aller
meisten Zusatzstoffe gestört wird. Übliche Verdickungsmittel wie beispielsweise
Polyvinylalkohol oder Polyacrylsäure stören im allgemeinen entweder die Poly
merisation oder sind in den Lactamschmelzen zu wenig löslich.
Überraschend wurde nun gefunden, daß die Viskosität von Lactamschmelzen durch
Zusatz spezieller Vinylaromat-Dien-Blockcopolymerer sowie einer zweiten Kompo
nente, welche mit den Dienblöcken mischbar ist, drastisch erhöht werden kann,
wobei die Verdickerkombination zumeist eine sehr gute Löslichkeit wie auch hohe
Lösegeschwindigkeit in den Lactamen besitzt und daß durch diese Maßnahme die
aktivierte anionische Polymerisation im allgemeinen nicht oder nur wenig gestört
wird. Weiterhin wurde gefunden, daß diese Lactamschmelzen sich sehr gut zur Her
stellung verstärkter und gefüllter Gußpolyamidteile eignen, da die Füll
stoffe/Verstärkungsstoffe entweder gar nicht oder nur so langsam sedimentieren, daß
eine gute homogene Verteilung resultiert.
Gegenstand der Erfindung sind daher gegebenenfalls Füll- bzw. Verstärkungsstoffe
enthaltende Lactamschmelzen auf Basis von ω-Lactamen (mit mindestens 4 C-Ato
men im Ring) mit erhöhter Viskosität, dadurch gekennzeichnet, daß sie
- 1) 0,1 bis 15 Gew.-% spezieller Vinylaromat-Dien-Blockcopolymerer und
- 2) 0,1 bis 20 Gew.-% mit den Dienblöcken kompatibler Stoffe wobei 1) praktisch vollständig gelöst ist, enthalten, wobei die Prozentangaben sich auf die fertige Lactamschmelze beziehen und wobei die Viskosität der Lactam schmelzen zwischen 10 und 2000 mPa·s (ohne Füll/Verstärkungsstoffe) bei 150°C und einem Schergefälle von ca. 15-30 s-1 (gemessen mit einem Rotationsvis kosimeter) liegen soll.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Lactamschmelzen zur Herstellung von Polyamiden, bevorzugt durch aktivierte
anionische Polymerisation, insbesondere zur Herstellung verstärkter und/oder
gefüllter Gußpolyamidteile. Gegenstand der Erfindung sind auch ein Verfahren zur
Herstellung dieser Gußpolyamidteile sowie die durch Verwendung der erfindungs
gemaßen Lactamschmelzen hergestellten Gußpolyamidteile.
Die erfindungsgemaß als Verdicker einzusetzenden Polymeren sind als solche
prinzipiell bekannt, oder können nach prinzipiell bekannten Verfahren hergestellt
werden.
Geeignete Vinylaromat-Dien-Blockcopolymere 1) umfassen im Rahmen der Erfin
dung sowohl solche mit unmodifizierten Blöcken wie auch solche mit nachträglich
modifizierten Blöcken, z. B. solche, in denen die Dien-Blöcke teilweise (maximal zu
60%, vorzugsweise zu < 50%) hydriert oder durch Pfropfung modifiziert sind.
Bevorzugte Monomere für die Vinylaromat-Blöcke sind Styrol, o-Methylstyrol, m
bzw. p-Methylstyrol (bzw. ihr Gemisch, "Vinyltoluol") sowie 2- und 4-Vinylpyridin.
Bevorzugte Dien-Monomere sind Butadien, Isopren und 2,3-Dimethylbutadien.
Besonders bevorzugte Monomere zum Aufbau von 1) sind Styrol, α-Methylstyrol,
m- bzw. p-Methylstyrol, Butadien und Isopren. Ganz besonders bevorzugt sind
Styrol und Butadien.
Die Vinylaromat- bzw. Dienblöcke (bzw. z. B. teilhydrierten Dienblöcke) können in
verschiedener Weise zu Blockcopolymeren zusammengesetzt sein; erfindungsge
mäß geeignet sind beispielsweise AB-Diblockcopolymere, ABA- bzw. BAB-Tri
blockcopolymere, (AB)n-Multiblockcopolymere und andere mehr. Die erfindungs
gemäß einsetzbaren Blockcopolymeren können auch einen sternförmigen Aufbau
haben, z. B. durch Kopplung mit SiCl4 nach anionischer Polymerisation. Die
Blockcopolymeren können auch zwischen den einzelnen Vinylaromat- bzw. Dien-
Blöcken Mischblöcke ("tapered" oder "overlap-structures") aufweisen. Die
einzelnen Blöcke können auch verzweigt sein. Die Dienblöcke können auch
nachträglich chemisch modifiziert sein, z. B. durch partielle (bis 60%) Hydrierung
und/oder durch Pfropfung mit reaktiven Monomeren, z. B. mit ungesättigten
Carbonsäuren, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäurehalbestern oder auch durch
Epoxidierung, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Geeignete Blockcopolymere sind beispielsweise Styrol-Butadien-Diblockcopoly
mere, Styrol-Isopren-Diblockcopolymere, Styrol-Butadien-Styrol-Triblockcopoly
mere, Sryrol-Isopren-Styrol-Triblockcopolymere, Styrol-Butadien-Multiblockco
polymere, Styrol-Isopren-Multiblockcopolymere, Maleinsäureanhydrid gepfropfte
(bzw. carboxylierte), teilhydrierte oder nicht hydrierte Styrol-Butadien-Styrol-
Triblockcopolymere, epoxidierte Styrol-Butadien-Styrol-Triblockcopolymere und
andere mehr. Die genannten Blockcopolymeren gehören zu den bevorzugt im
Rahmen der Erfindung einzusetzenden Blockopolymeren. Insbesondere bevorzugt
sind Diblockcopolymere wie Styrol-Butadien-Diblockcopolymere.
Geeignete Blockcopolymere sind beispielsweise unter den Namen Solprene ®,
Kraton ® D, Cariflex ®, Tufprene ®, Europren ®, Buna BL ®, Elacar ® und Stereon ®
kommerziell erhältlich.
Die Blockcopolymeren sollen 10 bis 85 Gew.-% an Vinylaromat- bzw. 90 bis
15 Gew.-% an Dieneinheiten, bevorzugt 20 bis 75 Gew.-% bzw. 80 bis 25 Gew.-%
und besonders bevorzugt 25 bis 55 Gew.-% bzw. 75 bis 45 Gew.-%, enthalten. Die
Blockcopolymeren können auch übliche Additive, z. B. Stabilisatoren enthalten.
Die Blockcopolymeren sollen bevorzugt in Mengen von 1 bis 12 und besonders
bevorzugt 3 bis 10 Gew.-% eingesetzt werden.
Als mit den Dienblöcken kompatible bzw. mischbare Komponenten 2) sind prinzi
piell alle nieder- und hochmolekularen Substanzen geeignet, welche mit Polydienen
homogen vermischbar sind bzw. homogene Mischungen bzw. Lösungen (Lösungen
von Polydienen in 2) oder umgekehrt) mit ihnen ergeben. Beispiele für solche
Komponenten 2) sind aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Poly
butadien(öl)e, hydroxyl- und phenylterminierte Polybutadien(öl)e, Polyethylen
wachse, Poly-α-olefin(öl)e, Polyisopren(öl)e, Polyoctenylen(öl)e, Mineralöle bzw.
Schmiermittel auf Basis von Aliphaten, Aromaten und Cycloaliphaten, mineralöl
lösliche Polyether, alkylmodifizierte Polyether, Silikon(öl)e, Ligroine, natürliche
bzw. synthetische Wachse und andere mehr.
Die Komponenten 2) können in Caprolactam alleine löslich sein oder auch nicht.
Bevorzugte Komponenten 2) haben (mittlere) Molekulargewichte (Mp) von min
destens 200 g/mol, besonders bevorzugt mindestens 300 g/mol und insbesondere
bevorzugt mindestens 1000 g/mol, und Siedepunkte, wenn überhaupt flüchtig, von
mindestens 200°C, besonders bevorzugt mindestens 250°C und insbesonders be
vorzugt mindestens 300°C. Weiterhin liegen die Schmelz-/Erweichungspunkte der
bevorzugten Komponenten 2) nicht höher als 150°C, insbesondere nicht höher als
100°C. Die ganz besonders bevorzugten Komponenten 2) weisen Schmelzpunkte
von maximal 60°C auf und sind insbesondere im Bereich von 20 bis 60°C flüssig.
In der eigenen, bislang unveröffentlichten Patentanmeldung P 40 16 995 werden
Vinylaromat-Dien-Blockcopolymere als Verdicker für Lactamschmelzen offenbart.
Die überraschende Erkenntnis war, daß durch Kombination der Komponenten 2),
die i.a. für sich alleine, wenn überhaupt, nur eine sehr geringe Viskositätserhöhung
bewirken, mit den genannten Blockcopolymeren nochmals eine deutliche Viskosi
tätserhöhung, verbunden mit einer verringerten Temperaturabhängigkeit der
Viskosität der Gesamtmischung, erzielt werden kann. Dabei können schon so
geringe Mengen an Komponente 2), wie z. B. 1 Gew.-%, einen deutlichen Sprung zu
höheren Viskositätswerten bewirken, obwohl die Komponente 2) bevorzugt eine
flüssige Komponente darstellt.
Bevorzugte Lactamschmelz-Mischungen entsprechend der Erfindung zeigen eine
Viskositäts-Temperatur-Anomalie, d. h., die Viskosität steigt in einem bestimmten
Temperaturbereich (hier üblicherweise ca. 110-180°C) mit wachsender Temperatur,
anstatt wie üblich zu sinken, an; sie weisen dazu i.a. eine ausgeprägte Struktur
viskosität auf.
Die Komponenten 2) werden in Mengen von bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf die
fertige Lactammischung, bevorzugt zu 0,5 bis 12 Gew.-% und besonders bevorzugt
zu 1 bis 10 Gew.-% eingesetzt.
Die Verdickerkombination 1)+2) wird bevorzugt den zu polymerisierenden
Lactamschmelzen in einer solchen Menge zugesetzt, daß die Viskosität (ohne Füll
und/oder Verstärkungsstoffe) mindestens ca. 50 mPa·s bei ungefahr 135°C (ge
messen mit einem Brookfield-Viskosimeter), besonders bevorzugt mindestens
100 mPa·s beträgt. Diese Viskosität ist im allgemeinen ausreichend, um, je nach Art
und Menge, eine ausreichend stabile Dispersion der Füll- und Verstärkungsstoffe,
z. B. Glasfasern, zu erreichen. Andererseits sollte die Viskosität der Lactamschmelze
(ohne Füll-/Verstärkungsstoffe) bevorzugt nicht höher als ungefähr 1500 mPa·s,
besonders bevorzugt 1000 mPa·s, liegen, da andernfalls die Verarbeitbarkeit
erschwert sein kann.
Die Verdickerkombination 1)+2) ist bevorzugt in der Lactamschmelze gelöst
enthalten. Darunter wird im Rahmen der Erfindung verstanden, daß eine für das
Auge klare, gegebenenfalls leicht opake Schmelze vorliegt. Eventuell vorhandene
unlösliche Anteile sollten bevorzugt nicht mehr als maximal 5% betragen.
Als Lactame zur Herstellung des Guß-Polyamids sind ω-Lactame auf Basis von
ω-Aminoalkancarbonsäuren mit mindestens 4 C-Atomen (insbesondere 4 und 6-12
C-Atomen im Ring) geeignet. Bevorzugte Lactame sind ε-Caprolactam und
ω-Laurinactam. Besonders bevorzugt wird Caprolactam verwendet. Die Lactame
können auch in einem beliebigen Gemisch eingesetzt werden.
Es können prinzipiell alle bekannten Katalysatoren eingesetzt werden, z. B. die
Natriumsalze des Caprolactams und des Pyrrolidons, Natriumhydrid, Natrium
methanolat, Caprolactammagnesiumbromid und -iodid.
Es können prinzipiell alle bekannten Aktivatoren eingesetzt werden, z. B. Isocyanate,
Säurechloride, Säureanhydride, Carbodiimide, Umsetzungsprodukte aus diesen Ver
bindungen mit Lactamen usw. Bevorzugte Katalysatoren sind die Natriumsalze des
Caprolactams und des Pyrrolidons sowie Caprolactammagnesiumbromid und -iodid.
Bevorzugte Aktivatoren sind Isocyanate und Säurechloride bzw. die jeweiligen
Umsetzungsprodukte mit Lactamen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lactamschmelzen können beispielsweise
die Lactame mit den reinen Komponenten 1)+2) gemischt und aufgeschmolzen oder
auch die reinen Komponenten 1) und 2) bzw. Lösungen derselben in flüchtigen
Lösungsmitteln mit geschmolzenen Lactamen gemischt werden (unter gegebenen
falls anschließendem Abziehen des Lösungsmittels). Es können auch Konzentrate
(Masterbatches) der Komponenten 1) bzw. 2), beispielsweise in Caprolactam, oder
auch gleich ölgestreckte Blockcopolymere, eingesetzt werden. Bevorzugt werden
die Komponenten 1) und 2) dem geschmolzenen Lactam zugesetzt.
Es können neben der erfindungsgemäß einzusetzenden Verdickerkombination und
den gegebenenfalls anwesenden Füll- bzw. Verstärkungsstoffen auch (gegebenen
falls funktionalisierte) Kautschuke bzw. in Polyamide einbaufähige, funktionali
sierte Weichsegmente in der Schmelze enthalten sein, z. B. Polyether, Polydiene u. a.,
wie sie im Stand der Technik für Polyamide beschrieben sind. Funktionalisierte
Weichsegmente (z. B. mit COOH-, NH2- oder OH-Gruppen) werden chemisch, z. B.
als Blöcke, in das PA eingebaut. Entsprechende Weichsegmente sowie Verfahren,
sie in das PA einzubauen, z. B. über Kopplung an den Aktivator, sind in großer Zahl
bekannt. Beispielsweise können hydroxyl- oder aminhaltige Weichsegmente, z. B.
Polyether, mit Polyisocyanaten zu Isocyanat-terminierten Weichsegmenten umge
setzt werden, welche dann einen polymeren Aktivator darstellen, oder es können
OH-terminierte Polyether mit Dicarbonsäuredichloriden, z. B. Terephthalsäuredi
chlorid, zu Säurechlorid-terminierten Polyethern und anschließend mit einem
Lactam zu einem polymeren Aktivator umgesetzt werden. Entsprechende optimale
Kombinationen sind bevorzugt erfindungsgemäß einzusetzen.
Je nach Art des Elastomersegments bzw. der Endgruppen bzw. der Art der Ver
knüpfung mit dem Aktivator kann die Wahl des Katalysators aber eingeschränkt
sein, z. B. dann, wenn der Katalysator das Elastomersegment abbaut.
Prinzipiell sind als Verdicker für Lactamschmelzen alle in dem jeweiligen Lactam
bei ca. 140°C gut löslichen Polymere geeignet; die Wahl wird jedoch drastisch
eingeschränkt, da die aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen ein
chemisch sehr empfindliches System darstellt, welches mit einer Vielzahl von
Strukturen, insbesondere H-aciden Verbindungen, reagieren kann, was sich dann
durch Polymerisationsstörungen bemerkbar macht. Die überraschende Erkenntnis
war, daß die erfindungsgemäß einzusetzende Verdickerkombination 1)+2) im
allgemeinen, wenn überhaupt, nur relativ geringe Polymerisationsstörungen bewirkt
(das Ausmaß von Polymerisationsstörungen kann von dem jeweils verwendeten
Katalysator/Aktivatorsystem abhängen), eine gute Viskositätsergiebigkeit und auch
eine sehr gute Löslichkeit zeigt. Die erfindungsgemäß einzusetzende
Verdickerkombination stellt also ein besonders geeignetes Verdickersystem dar.
Als Füll- bzw. Verstärkungsstoffe (bis 60, bevorzugt 5 bis 40%) sind prinzipiell die
üblicherweise eingesetzten Stoffe geeignet, wobei, je nach Zusammensetzung der
Schlichte, nicht alle gleich gut geeignet sein können. Beispiele für erfindungsgemäß
einsetzbare Füll-/Verstärkungsstoffe zur Herstellung der verstärkten/gefüllten
Gußpolyamidteile sind Glasfasern, Glaskugeln, mineralische Füllstoffe, Kohlen
stoffasern, Aramidfasern und andere mehr, wie sie in vielfacher Weise im Stand der
Technik bekannt sind; vielfach tragen sie bestimmte Schlichten (z-B. mit
PU-Dispersionen) oder sind entsprechend vorbehandelt, z. B. silanisiert.
Es können weiterhin in der erfindungsgemäßen Mischung alle üblichen Additive,
wie z. B. Entformungsmittel, UV-Stabilisatoren, Antioxidantien, Schmiermittel (z. B.
MoS2), andere polymere (gegebenenfalls chemisch angekoppelte) Legierungspartner
anwesend sein, wie sie im Stand der Technik beschrieben sind.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen (vorzugsweise verstärkten und/oder
gefüllten) Gußpolyamidteile erfolgt prinzipiell nach den üblichen Verfahren.
Die erfindungsgemäßen Lactamschmelzen finden ihre Verwendung vorzugsweise
zur Herstellung von Gußpolyamid-Teilen (Fertigteile, Halbzeuge und andere mehr) ,
insbesondere auch verstärkten/gefüllten Gußpolyamidteilen. Es können drucklose
oder Druckverfahren (z. B. Reaktionsspritztechnik) eingesetzt werden, offene oder
geschlossene Formen verwendet werden und übliche, bekannte Formtemperaturen,
Heizdauer, Gießzeiten, Entformungs-/Fließ-/Entschäumer-Substanzen mitverwendet
werden. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lactamschmelzen liegt
darin, daß suspendierte Füll- oder Verstärkungsstoffe eine erheblich bessere
Suspensionsstabilität zeigen.
Die erfindungsgemäßen Lactamschmelzen können auch zur Herstellung von Poly
antiden durch hydrolytische Polymerisation genutzt werden, doch liegt der
besondere Effekt bei der aktivierten anionischen Polymerisation.
Die erfindungsgemäßen Lactamschmelzen weisen, wenn sie zur Herstellung von
Gußpolyamid verwendet werden, bevorzugt Viskositäten von mindestens 50 mPa·s,
besonders bevorzugt mindestens 100 mPa·s und ganz besonders bevorzugt minde
stens 150 mPa·s (gemessen mit einem Rotationsviskosimeter) bei 150°C auf.
Die nachfolgenden Beispiele mit typischen Einsatzstoffen in typischen Mengen
dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie darauf einzuschränken.
In einem Kolben wurden unter N2 234,3 g ε-Caprolactam mit verschiedenen
Mengen eines Polybutadienöls (45% Vinyl-, 55% cis-, trans-1,4; (Mn≈4500 g/mol)
bei 140-150°C aufgeschmolzen und homogenisiert. Dann wurden je 15,75 g eines
Styrol-Butadien-Zweiblockcopolymeren (40 Gew.-% Styrol, davon 32% im Block;
60 Gew.-% Butadien; Mw=2 10 000 g/mol) dazugegeben und bis zur Auflösung
gerührt.
Die Viskositätswerte sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
In der für die Beispiele 1 bis 4 beschriebenen Weise wurden Lactamschmelzen,
enthaltend als Komponente 2) verschiedene Mengen eines Polybutadiendiols (20%
Vinyl-, 20% cis- und 60% trans-1,4; Aldrich 19,079-9, und 6,3 Gew.-% des
Zweiblock-Copolymeren von Beispielen 1 bis 4, hergestellt.
Die Viskositätsdaten sind ebenfalls in Tabelle 1 enthalten.
In derselben Weise wurden Lactamschmelzen enthaltend als Komponente 2) ein
phenylterminiertes Polybutadien (45% Vinyl-, 10% trans- und 5% cis-1,4-Gehalt;
Gesamtgehalt an Doppelbindungen 60%; Mp= 1800 g/mol, Aldrich 20043-3 sowie
6,3 Gew.-% des Zweiblock-Copolymeren 1) entsprechend Beispielen 1 bis 4,
hergestellt.
Die Viskositätsdaten finden sich in Tabelle 1.
In derselben Weise wurden Lösungen ohne Komponente 2) hergestellt (siehe
Tabelle 1).
In derselben Weise wurden als Komponente 2) 2,5 g eines Polybutadiens 20% cis-,
60% trans-1,4, 20% Vinyl; TG=-95°C; Aldrich 18, 138-2) eingesetzt. Das Poly
butadien ging nicht vollständig in Lösung.
Die Viskositätswerte sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
In derselben Weise wurde ein überwiegend cis-1,4-Polybutadien (Aldrich 18, 137-4;
Mp=200 bis 3 00 000 g/mol) als Komponente 2) eingesetzt. Es war nicht vollständig
gelöst.
Viskositätswerte sind in Tabelle 2 enthalten.
In derselben Weise wurden als Komponente 2) zwei verschiedene Öle, wie sie
typischerweise zur Herstellung von ölgefülltem Gußpolyamid verwendet werden,
eingesetzt.
Die Viskositätswerte sind in Tabelle 2 enthalten.
Bei den Ölen handelte es sich um Marlotherm S (ein Produkt der Hüls AG) und
Caloran 32 (ein Produkt der Fina).
Die Messung der Viskositätswerte erfolgte mit einem Haake-Viskotester; sofern
nicht anders angegeben, wurde die schnelle Drehstufe (ca. 20 bis 30 s-1 Scher
gefälle) benutzt.
Claims (11)
1. Lactamschmelzen auf Basis von w-Lactamen und Verdickungsmitteln,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
- 1) 0,1 bis 15 Gew.-% Vinylaromat-/Dien-Blockcopolymere und
- 2) 0,1 bis 20 Gew.-% mit den Dienblöcken kompatibler Komponenten, wobei 1) praktisch vollständig gelöst ist, und diese Lactamschmelzen Viskositäten von 10 bis 2000 mPa·s bei 150°C (gemessen mit einem Rotationsviskosimeter bei einem Schergefälle von ca. 15-30 s-1 zeigen.
2. Lactamschmelzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den
Vinylaromat-/Dien-Blockcopolymeren als Monomere für die Vinylaro
mat-Blöcke Styrol, o-Methylstyrol, m- bzw. p-Methylstyrol (bzw. ihr
Gemisch, "Vinyltoluol") sowie 2- und 4-Vinylpyridin und als Monomere
zum Aufbau der Dien-Blöcke Butadien, Isopren und 2,3-Dimethylbutadien
eingesetzt werden, und daß die Blockcopolymeren 1) zu 10 bis 85 Gew.-%,
aus Vinylaromat- und zu 15 bis 90 Gew.-% aus Dieneinheiten bestehen.
3. Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1) und 2), dadurch gekennzeichnet, daß
als Blockcopolymere 1) AB-Diblock-Copolymere, ABA- bzw. BAB-Tri
blockcopolymere, (AB)n-Multiblockcopolymere und andere mehr, gegebe
nenfalls sternförmig verzweigt oder verzweigt in den Blöcken, gegebe
nenfalls Mischblöcke ("tapered" oder "overlap-strvctures") enthaltend,
gegebenenfalls chemisch nachträglich modifiziert (partiell (bis maximal
60%) doppelbindungshydriert (Dienblöcke), oder auch epoxidiert und/oder
mit reaktiven Monomeren, beispielsweise Maleinsäureanhydrid, gepfropft),
eingesetzt werden.
4. Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß
Styrol-Butadien-Diblock-, Styrol-Isopren-Diblock-, Styrol-Butadien-Styrol-
Triblock-, Styrol-Isopren-Styrol-Triblock-, "carboxylierte" bzw. Malein
säureanhydrid gepfropfte, vorzugsweise Styrol-Butadien-(Styrol-Tri)block
und epoxidierte StyrolButadien-(Styrol-Tri)blockcopolymere sowie lineare
Styrol-Butadien- (bzw. -Isopren)-Multiblockcopolymere als Blockcopoly
mere 1) eingesetzt werden.
5. Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1 bis 4, enthaltend als Komponente 2)
nieder- und/oder hochmolekulare Substanzen, welche mit Polydienen homo
gen vermischbar sind bzw. homogene Mischungen bzw. Lösungen ergeben,
wobei bevorzugte Substanzen 2) (mittlere) Molekulargewichte von
mindestens 200 g/mol und Siedepunkte, wenn überhaupt flüchtig, von
mindestens 200°C und Schmelz-(Erweichungs)punkte von maximal 150°C,
wobei sie insbesondere im Bereich von 20 bis 60°C flüssig sein sollen,
aufweisen, und bevorzugt funktionalisierte oder nicht funktionalisierte
Polybutadien(öl)e, Poly-olefin(wachse), Poly-α-olefin(öl)e, Polyisopren(öl)e,
Mineralöle bzw. Schmiermittel auf Basis von Aliphaten, Aromaten und
Cycloaliphaten, Silikon(öl)e, Ligroine oder natürliche bzw. synthetische
Wachse sind.
6. Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als
Lactame Caprolactam, gegebenenfalls in Kombination mit anderen Lacta
men, bevorzugt Laurinlactam, eingesetzt wird.
7. Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
einbaubare Weichsegmente bzw. Elastomere anwesend sind.
8. Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie
Füll- und/oder Verstärkungsstoffe in einer Menge von bis zu 60, bevorzugt 5
bis 40 Gew.-%, enthalten und daß als Füll- bzw. Verstärkungsstoffe die
bekannten Füllstoffe/Verstärkungsstoffe aus der Reihe mineralischer Füll
stoffe, Glaskugeln, Glasfasern, Kohlenstoffasern und Aramidfasern
eingesetzt werden.
9. Verwendung der Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1 bis 8 zur Herstellung
von Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation (Gußpolyamid)
oder durch hydrolytische Polymerisation, unter Verwendung üblicher Kata
lysatoren und Aktivatoren sowie gegebenenfalls unter Zusatz üblicher
Zusatzstoffe.
10. Polyamid-Artikel, insbesondere Gußpolyamidartikel, hergestellt aus Lac
tamschmelzen nach Ansprüchen 1 bis 8 unter Verwendung üblicher
Katalysatoren und Aktivatoren sowie gegebenenfalls weiterer üblicher
Zusatzstoffe, enthaltend 0,1 bis 15 Gew.-% Vinylaromat/Dien-Blockcopoly
mere und 0,1 bis 20 Gew.-% mit den Polydienen kompatibler Stoffe.
11. Verfahren zur Herstellung der Polyamidartikel nach Anspruch 10 unter
Verwendung der Lactamschmelzen nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lactamschmelzen bei Anwesenheit üblicher Kataly
satoren und Aktivatoren entweder unterhalb des Schmelzpunktes des jeweils
entstehenden Polyamids nach dem Verfahren der anionisch aktivierten
Polymerisation (Gußpolyamid) oder auch oberhalb des Schmelzpunktes
durch hydrolytische Polymerisation polymerisiert werden.
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Cited By (2)
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-
1990
- 1990-12-22 DE DE19904041522 patent/DE4041522A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010040027A1 (de) * | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Basf Se | Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Gusspolyamid-Formkörpern |
DE102010040027B4 (de) * | 2010-08-31 | 2013-07-25 | Basf Se | Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Gusspolyamid-Formkörpern |
DE102010040027C5 (de) * | 2010-08-31 | 2016-04-07 | Basf Se | Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Gusspolyamid-Formkörpern |
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8130 | Withdrawal |