DE4132038A1

DE4132038A1 - Polyphenylensulfidmassen mit silbernitrat

Info

Publication number: DE4132038A1
Application number: DE4132038A
Authority: DE
Inventors: Udo Dr Wolf; Eckhard Dr Wendt; Burkhard Dr Koehler; Bahman Dr Ing Sarabi
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1993-04-01
Also published as: US5247002A; JPH05202293A

Description

Die Erfindung betrifft schnellkristallisierende, thermo plastische Massen aus Polyphenylensulfiden und Silber nitrat.

Polyphenylensulfide können als Rohstoffe für die Her stellung von Fasern, Folien und Formkörpern verwendet werden. Aufgrund ihrer teilkristallinen Struktur be sitzen sie hervorragende Eigenschaften, z. B. hohe Ver schleißfestigkeit, günstiges Zeitstandverhalten und hohe Maßgenauigkeit. Sie sind daher für die Herstellung mechanisch und thermisch stark beanspruchter Teile gut geeignet.

Eine zusätzliche Verbesserung der mechanischen Eigen schaften läßt sich z. B. durch Einarbeitung von Ver stärkungsmaterialien, wie Glasfasern, erzielen.

Die Herstellung von Formkörpern aus Polyphenylensulfid durch Spritzgießen ist jedoch erschwert, da hohe Form temperaturen (<130°C) und relativ lange Preßzeiten not wendig sind. Werkzeugtemperaturen <130°C und mehr können bei den meisten Spritzgießverarbeitern nicht prakti ziert werden, da die Werkzeuge im Normalfall für eine Temperatur um 100°C (Heizmittel Wasser) ausgelegt sind. Werkzeugeinrichtungen, die mit anderen Heizmitteln, z. B. Öl, betrieben werden und Temperaturen <110°C erzielen, sind im allgemeinen selten und ihr Gebrauch ist unbe quem. Sehr häufig werden auch damit in der Praxis die gewünschten Temperaturen nicht erzielt, und die Tempera turverteilung ist ungleichmäßig. Wegen dieser Nachteile kann es wirtschaftlich unattraktiv sein, solche hohen Werkzeugtemperaturen im Spritzgießbereich anzuwenden.

Weiterhin ist es wünschenswert, hohe Kristallinität mög lichst rasch zu erreichen, um ein optimales Eigen schaftsniveau zu erhalten. Hohe Kristallinität gewähr leistet auch bei höheren Temperaturen Härte, Dimensions stabilität und Formstabilität. Außerdem hängt von der Formstandzeit die Dauer des Spritzzyklus ab, welche die Wirtschaftlichkeit mitbestimmt.

Diese Zyklen sind selbst bei den hohen Werkzeugtempera turen für die Verarbeitung des Polyphenylensulfids rela tiv lang und erschweren das Vordringen von Polyphenylen sulfid bei der Herstellung von Spritzgießformkörpern.

Es wurde nun gefunden, daß Polyphenylensulfide schneller kristallisieren, wenn sie 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf Polyphenylensulfid, Silbernitrat enthalten. Dies ermög licht es, den für die hohe Formstabilität erforderlichen Kristallinitätsgrad schneller zu erreichen und damit die Polyphenylensulfidmassen mit verkürzten Spritzgießzyklen zu verarbeiten.

Gegenstand der Erfindung sind schnellkristallisierende, thermoplastische Massen, bestehend aus:

a) 98 bis 99,99, vorzugsweise 99,5 bis 99,98, Gew.-% eines Polyphenylensulfids mit einer Schmelzviskosi tät von mindestens 5 Pas, vorzugsweise von minde stens 50 Pas bis 1200 Pas, (gemessen bei 306°C und einer Schubspannung von 10³ Pa) und
b) 2 bis 0,01, vorzugsweise 0,5 bis 0,02, Gew.-%, be zogen auf a) und b), Silbernitrat.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung schnellkristallisierender, thermoplastischer Massen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 98 bis 99,99, vorzugsweise 99,5 bis 99,98, Gew.-% eines Polyphenylensulfids mit einer Schmelzvis kosität von mindestens 5 Pas, vorzugsweise von minde stens 50 Pas bis 1200 Pas (306°C, 10³ Pa) und 2 bis 0,01, vorzugsweise 0,5 bis 0,02, Gew.-% Silbernitrat mischt, indem man das Silbernitrat der Polyphenylen sulfidschmelze hinzufügt und in der Schmelze homogeni siert.

Die erfindungsgemäßen Polyphenylensulfidmassen sind thermoplastisch verarbeitbar und können zum Spritzgießen verwendet werden.

Polyarylensulfide lassen sich auf bekannte Weise aus Di halogenaromaten und Alkalisulfiden in Lösung herstellen (z. B. US-PS 25 13 188).

Silbernitrat (AgNO₃) und Verfahren zu seiner Herstellung sind z. B. aus Römpps Chemie-Lexikon bekannt.

Die Herstellung der Mischung von Polyphenylensulfiden und Silbernitrat kann auf handelsüblichen Mischgeräten durchgeführt werden. Als solche eignen sich Kneter, Ein wellen- und Zweiwellenextruder. Für die weitere Verar beitung kann die erhaltene Mischung nach dem Erstarren der Schmelze granuliert werden.

Die Polyphenylensulfid-Zusammensetzungen können zusätz lich Füll- und/oder Verstärkungsstoffe in Form von Pul vern, Fasern oder Matten enthalten. Beispiele dafür sind Metalle, wie Stahl, Kupfer, Aluminium, oder Kohlenstoff. Bevorzugte Füllstoffe sind Ouarz, Talk oder Kaolin, be vorzugte Verstärkungsstoffe sind Glasfasern.

Weiterhin können die Massen gegebenenfalls anorganische Pigmente, wie z. B. TiO₂, ZnS, Phthalocyanine, Ruß, Cd- Pigmente, Spinelle, oder organische Farbstoffe, Fließ hilfsmittel, Entformungsmittel, UV-Absorber und/oder Stabilisatoren enthalten.

Um die Flammfestigkeit der Produkte weiter zu erhöhen, können sie zusätzlich übliche flammhindernde Additive enthalten, wie z. B. solche, die Halogen, Phosphor, Phos phor-Stickstoff, gegebenenfalls in Kombination mit Oxi den der Elemente der V. Nebengruppe, wie z. B. Antimon oxid, enthalten.

Die Kristallisationsgeschwindigkeit der Polyphenylen sulfidmassen kann durch Zusatz von anorganischen oder organischen Keimbildungsmitteln weiter erhöht werden. Dies wird bei den Spritzgießmassen standardmäßig durch geführt.

Die Mengen betragen 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 1, Gew.-%. Bevorzugtes Keimbildungsmittel ist Mikrotalk.

Die erfindungsgemäßen Polyphenylensulfidmassen wurden beispielhaft durch Mischen und Homogenisieren von PPS- Granulat und Silbernitrat in einem Meßkneter herge stellt. Dazu wurde das Material auf 290°C erhitzt und 10 Minuten durchgemischt.

Die Kristallisationsgeschwindigkeit der solchermaßen gewonnenen Massen wurde nach bekannten kalorimetrischen Verfahren (DSC-Messung) bestimmt, indem die Proben auf 380°C geheizt, 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten und anschließend schnell auf die Kristallisationstem peratur von 240°C abgekühlt wurden. Als Maß für die Kristallisationsgeschwindigkeit diente die isotherme Halbwertzeit der Kristallisation. Diese Halbwertzeit betrug bei einer der erfindungsgemäßen Phenylensulfid massen mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% AgNO₃ 0,9 Minuten und bei einer entsprechenden Masse mit einem Anteil von 0,02% AgNO₃ ebenfalls 0,9 Minuten. Eine bis auf die Silbernitratzusätze identische Probe, die den gleichen Verfahrensschritten unterworfen wurde, wies eine Halb wertzeit der isothermen Kristallisation bei 240°C von 4 Minuten auf.

Weiter zeigte eine erfindungsgemäße Polyphenylensulfid masse mit einem Anteil von 0,2% AgNO_3, gemischt mit Glasfasern und einer geringen Menge eines Wachszusatzes, sowohl gegenüber einer ansonsten identischen Vergleichs probe ohne Silbernitratzusatz und einer Vergleichsprobe, in der der Silbernitratanteil durch 3 Gew.-% Mikrotalk ersetzt wurde, eine erhöhte Erweichungstemperatur.

Claims

1. Schnellkristallisierende, thermoplastische Massen bestehend aus

a) 98 bis 99,99 Gew.-% eines Polyphenylensulfids mit einer Schmelzviskosität von mindestens 5 Pas (gemessen bei 306°C und bei einer Schub spannung von 10³ Pa) und
b) 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf a) und b), Sil bernitrat.

2. Verfahren zur Herstellung von Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 98 bis 99,99 Gew.-% eines Polyphenylensulfids mit einer Schmelz viskosität von mindestens 5 Pas (gemessen bei 306°C und einer Schubspannung von 10³ Pa) und 0,01 bis 2 Gew.-% Silbernitrat mischt, indem man das Silber nitrat der Polyphenylensulfidschmelze hinzufügt und in der Schmelze homogenisiert.