DE4234324A1 - Härtbare Formmasse - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine warmhärtbare Formmasse auf
Basis eines ungesättigten Polyesterharzes, welches
feinteilige Polyolefinpartikel dispergiert enthält.
Formmassen auf Basis von faserverstärkten ungesättigten
Polyesterharzen werden in zunehmendem Maße zur Herstel
lung von Formteilen, insbesondere im Automobilbau, ein
gesetzt. Sie werden dabei vorwiegend in Form von einge
dicktem, flächigem Halbzeug, sogenannten "sheet molding
compounds" (SMC) oder als teigförmige Formmasse, soge
nannte "bulk molding compounds" (BMC) verarbeitet. In
beiden Fällen geht man aus von einem ungesättigten
Polyesterharz, das mit Verstärkungsfasern, Füllstoffen,
radikalischen Initiatoren und anderen Zusatzstoffen
vermischt wird. Die Verarbeitung erfolgt durch Pressen
oder Extrudieren bei verhältnismäßig niedriger Tempera
tur um 130 bis 160°C, wobei auch komplizierte Formwerk
zeuge problemlos gefüllt werden können. Die damit her
gestellten Formteile weisen, wenn den Formmassen
schrumpfmindernde Thermoplasten zugesetzt wurden, eine
ausgezeichnete Oberfläche auf.
In den deutschen Patentanmeldungen P 41 24 952.6 und
P 42 17 914.9 sind Verfahren zur Herstellung von härt
baren Formmassen auf Basis von Dispersionen von Poly
olefinpartikeln in ungesättigten Polyesterharzen be
schrieben, bei denen man die Schmelze eines ungesättig
ten Polyesters und die Schmelze eines Propylenpolymeri
sats bzw. eines Ethylenpolymerisats zusammenführt, die
flüssige Mischung einem Scherfeld unterwirft und ein
Vinylmonomeres zusetzt. Derartige Formmassen können zu
Formkörpern mit hoher Zähigkeit und geringer Schrumpf
neigung ausgehärtet werden. Die Dispersionen der festen
Polyolefinpartikel in dem flüssigen Harz haben jedoch
eine begrenzte Lagerfähigkeit; bereits nach einigen
Wochen oder gar Tagen tritt eine Phasenseparation ein
und die Dispersion rahmt auf, da die Polyolefinpartikel
zur Reagglomeration neigen. Außerdem ist für sehr hohe
Ansprüche die Schrumpfneigung der gehärteten Formmassen
noch zu stark.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, diese
Nachteile zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe be
steht in einer chemischen Anbindung der dispersen Poly
olefinphase an der Grenzfläche der kohärenten Poly
esterphase.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge eine härtbare
Formmasse, enthaltend
A. als kohärente Phase ein radikalisch härtbares,
ungesättigtes Polyesterharz und
B. als disperse Phase feinteilige Polyolefinpartikel,
B. als disperse Phase feinteilige Polyolefinpartikel,
wobei die Phasen A und B durch ionische Bindungen an
den Grenzflächen chemisch miteinander verbunden sind.
Bevorzugt enthält die kohärente Phase A ein Säuregrup
pen tragendes Polymeres oder Oligomeres und die
disperse Phase B ein Aminogruppen tragendes Polymeres
oder Oligomeres, wobei die reaktiven Gruppen an der
Grenzfläche eine ionische Bindung eingehen.
Nach der DE-A 12 41 983 werden Polyesterpreßmassen her
gestellt durch Vermischen einer styrolischen Lösung
eines Ethylen/Vinylacetat-Mischpolymerisats mit einer
styrolischen Lösung eines ungesättigten Polyesters und
einem Peroxid. Derartige Öl-in-Öl-Emulsionen neigen je
doch zu Phasenseparation, was ihre Verarbeitung proble
matisch macht. Dies trifft auch auf die SMC- und BMC-
Massen nach US-A 4 161 471 zu, die durch Zusatz eines
Chloropren- oder Ethylen/Propylen-Kautschuks elastifi
ziert werden. Die Ethylen/Propylen-Copolymeren werden
in einem aufwendigen Verfahren erst thermisch abgebaut,
dann mit Styrol angepastet und mit einer Polyesterharz
paste vermischt. Dabei entsteht eine Öl-in-Öl-Emulsion.
Die DE-A 23 05 246 betrifft eine ungesättigte Poly
esterharzmasse, die ein pulverförmiges Olefinpolymeri
sat, auf welches ein Vinyl- oder Acrylmonomeres ge
pfropft ist, dispergiert enthält. Dieses wird auf um
ständliche Weise hergestellt durch Bestrahlen von Poly
ethylenpulver mit Elektronenstrahlen, Dispergieren in
Wasser, Zusatz von Styrol, Polymerisation, Filtrieren
und Trocknen des entstandenen Pfropfpolymerisats, das
schließlich in eine Lösung eines ungesättigten Poly
esters in Styrol eingerührt wird. Die Lagerstabilität
derartiger Dispersionen ist ungenügend. Eine chemische
Bindung der Phasen aneinander ist nicht zu erwarten.
In den Druckschriften DE-B 24 08 898, DE-B 24 10 083
und DE-A 24 49 785 ist ein Verfahren zur Herstellung
fließfähiger, stabiler Dispersion von Ethylenpolymeri
saten in styrolischen Lösungen von ungesättigten Poly
estern beschrieben. Dabei wird bei erhöhter Temperatur
ein Ethylenpolymerisat, z. B. Hochdruckpolyethylen, in
Styrol gelöst, diese Lösung wird mit einer styrolischen
Lösung des ungesättigten Polyesters unter Einwirkung
starker Scherkräfte vereinigt und die Mischung wird in
Gegenwart üblicher Dispergatoren so lange gerührt, bis
sich ein niederviskoser, fließfähiger Zustand ausgebil
det hat. Die genannten üblichen Dispergatoren enthalten
jedoch keine reaktiven Gruppen, welche eine chemische
Anbindung der dispersen Polyethylenphase an die kohä
rente Polyesterphase ermöglichen würden. Dementspre
chend ist auch hier die Schrumpfneigung der gehärteten
Formmassen noch verhältnismäßig stark und die Riß
empfindlichkeit bei Stoßbeanspruchung ist merklich.
Zu den einzelnen Komponenten ist folgendes zu sagen:
Ungesättigte Polyester sind durch einen Gehalt an
Ungesättigte Polyester sind durch einen Gehalt an
Gruppen gekennzeichnet.
- 1. Bevorzugt sind die ungesättigten Polyester (UP) im
strengeren Sinne. Dies sind Kondensationsprodukte
aus mehrwertigen, insbesondere zweiwertigen Carbon
säuren und deren veresterbaren Derivaten, insbeson
dere deren Anhydriden, die mit mehrwertigen, insbe
sondere zweiwertigen Alkoholen esterartig verknüpft
sind, und gegebenenfalls zusätzliche Reste einwer
tiger Carbonsäuren oder einwertiger Alkohole ent
halten, wobei zumindest ein Teil der Einsatzstoffe
über ethylenisch ungesättigte, copolymerisationsfähige
Gruppen verfügen muß.
Die Säurezahl des ungesättigten Polyesterharzes sollte zwischen 10 und 100, insbesondere zwischen 15 und 60 liegen. Besonders bevorzugt sind Poly esterharze aus Maleinsäure, gegebenenfalls zusammen mit o-Phthalsäure einerseits und Diolen, wie Dipro pylenglykol, Diethylenglykol und/oder Propandiol- 1,2 andererseits. - 2. Geeignet sind auch Vinylesterharze (VE-Harze).
Kennzeichnend für diese Klasse von Harzen ist die
Gruppe
mit R = H oder CH3.
Unter VE-Harzen, die auch Epoxidacrylate genannt werden, versteht man gemeinhin Umsetzungsprodukte von Polyepoxiden mit ungesättigten Monocarbonsäu ren, vorzugsweise mit Methacrylsäure. Diese Harze werden beispielsweise in GB-A 1 006 587 und in den US-PS 3 066 112 und 3 179 623 beschrieben, wobei bevorzugt VE-Harze auf Basis von Bisphenol A zur Anwendung kommen. Sie zeichnen sich durch hohe Zähigkeit und gute Chemikalienbeständigkeit bei be grenzter Wärmeformbeständigkeit aus. Vinylester harze aus Epoxy-Novolakharzen und (Meth-)Acryl säure, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 256 226 beschrieben werden, weisen dagegen höhere Wärmeformbeständigkeiten, aber geringere Zähigkeiten auf.
Neben üblichen VE-Harzen sind auch carboxylmodifi zierte Varianten vorteilhaft einsetzbar. Sie lassen sich leicht durch Umsetzung der Hydroxylgruppen von VE-Harzen mit Dicarbonsäureanhydriden, wie bei spielsweise Maleinsäureanhydrid, o-Phthalsäureanhy drid oder Tetrahydrophthalsäureanhydrid, herstel len, wobei unter Ringöffnung Halbesterstrukturen entstehen. - 3. Vinylesterurethanharze (VU-Harze) sind bekannt,
z. B. aus US-A 3 297 845, US-A 3 772 404,
US-A 4 618 658, GB-A 2 217 722 und DE-A 37 44 390.
Sie weisen im allgemeinen folgende Gruppen auf:- (mit R2 = zweiwertiger aliphatischer, aromati scher oder cycloaliphatischer Rest mit 4 bis 40 C-Atomen, vorzugsweise ein aromatischer Rest mit 6 bis 20 C-Atomen), gegebenenfalls
- c) -O-R3-O- (mit R3 = zweiwertiger aliphatischer, cycloali phatischer oder aromatischer Rest mit 2 bis 500 C-Atomen, vorzugsweise ein aliphatischer Rest mit 4 bis 100 C-Atomen), sowie gegebenenfalls
- d) -NH-R4-NH- (mit R4 = aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Rest mit 2 bis 100 C-Atomen).
Vorzugsweise ist das VU-Harz ein Umsetzungsprodukt
aus
- - einem polyfunktionellen Isocyanat,
- - gegebenenfalls einem mehrwertigen Alkohol,
- - gegebenenfalls einem mehrwertigen Amin,
- - einem Hydroxyalkyl-(meth)acrylat,
wobei bei der Umsetzung das Gewichtsverhältnis Iso
cyanat: (Alkohol+Amin) zwischen 100 : 0 und 100 : 300
beträgt und das Äquivalentverhältnis Hydroxyalkyl-
(meth)acrylat zu den freien Isocyanatgruppen des
Umsetzungsproduktes zwischen 3 : 1 und 1 : 2 liegt.
Die kohärente Phase A enthält vorzugsweise neben dem
ungesättigten Polyesterharz übliche Vinyl- oder Allyl-
Comonomere, z. B. Styrol, Vinyltoluol, Methylmethacry
lat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat,
Trimethylolpropantrimethacrylat, Diallylphthalat oder
Diallylisophthalat in Mengen von bis zu 60, vorzugs
weise 20 bis 50 Gew. -%, bezogen auf A, sowie übliche
Inhibitoren in Mengen von 0,001 bis 0,2 Gew.-%, bezogen
auf A.
Die kohärente Phase enthält erfindungsgemäß ein Säure
gruppen, vorzugsweise Carboxylgruppen tragendes Poly
meres oder Oligomeres. UP-Harze im strengen Sinne tra
gen im allgemeinen selbst in ausreichender Menge Car
boxyl-Endgruppen. Im Falle der üblichen VE- und VU-
Harze, aber auch bei UP-Harzen mit niedrigen Säurezah
len müssen Säuregruppen tragende, mit dem Harz verträg
liche Oligomere oder Polymere in Mengen von 2 bis 50,
vorzugsweise 5 bis 25 Gew. -%, bezogen auf A, zugesetzt
werden. Bevorzugt sind Copolymere des Vinylacetats mit
(Meth-)Acrylsäure, Maleinsäure, einem Maleinsäurehalb
ester, Vinylsulfonsäure oder Vinylphosphonsäure, sowie
gesättigte Polyester oder ungesättigte Polyester, ins
besondere solche mit Säurezahlen von größer als 20.
Als Polyolefine der dispersen Phase B sind Ethylen- und
Propylenpolymerisate bevorzugt, daneben ist die Erfin
dung grundsätzlich auch bei höheren Polyolefinen, wie
Polybuten oder Polyisobuten anwendbar.
Ethylenpolymerisate im Sinne der Erfindung sind Homopo
lymerisate des Ethylens und Copolymerisate mit weniger
als 50 Mol-%, insbesondere 0 bis 40 Mol-% üblicher Co
monomerer. Als Comonomere finden α-Olefine mit 3 bis 8
C-Atomen, wie Propylen, Isobuten, Buten-1 Verwendung.
Ferner sind auch Vinylester organischer Carbonsäuren
mit 1 bis 19 C-Atomen, vorzugsweise Vinylacetat, Vinyl
halogenide wie Vinylchlorid, (Meth)acrylsäure, ihre
Ester, die 1 bis 8 C-Atome in der Alkoholkomponente
enthalten, ihre Nitrile und Amide, wie beispielsweise
Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, (Meth)
acrylnitril, ggf. substituiertes (Meth)acrylamid ge
eignet. Auch Pfropfcopolymerisate sind geeignet, bei
spielsweise solche mit Maleinsäureanhydrid als Pfropf
comonomer.
Bevorzugtes Ethylenpolymerisat ist Hochdruckpolyethy
len, daneben sind auch nach dem Niederdruckverfahren
hergestellte Polyethylentypen gut geeignet.
Die nach DIN 53 735 bei 190°C und 2,16 kg Belastung ge
messenen Schmelzindexwerte des Ethylenpolymerisats lie
gen vorzugsweise im Bereich von nicht fließfähig bis zu
1000 [g/10 min]; bevorzugt werden Polyethylentypen mit
Schmelzindexwerten zwischen 1 und 40 verwendet.
Die nach ISO 3146 gemessene DSC-Schmelzpunkte liegen
vorzugsweise unterhalb von 136°C, insbesondere zwischen
90 und 135°C.
Es können auch Gemische verschiedener Ethylenpolymeri
sate eingesetzt werden, wobei sich die Komponenten
durch ihr Molekulargewicht, die Polarität und den
Schmelzpunkt deutlich unterscheiden können. Ebenso kann
man von Abmischungen von Ethylenpolymerisaten mit
untergeordneten Mengen anderer Thermoplaste, z. B. von
Polypropylen ausgehen, insbesondere von einem niedermo
lekularen, thermisch abgebauten Polypropylen, oder von
einem mit Maleinsäureanhydrid gepfropften Polypropylen.
Propylenpolymerisate sind vorzugsweise teilkristallin,
ihr Kristallitschmelzpunkt soll höher als 125°C, vor
zugsweise höher als 155°C sein. Besonders geeignet sind
niedermolekulare Polymerisate mit einem Schmelzflußin
dex MFI von größer als 10, vorzugsweise zwischen 20 und
150 g/10 min (bei 230°C und 2,16 kg).
Bevorzugt ist Polypropylen, das durch Polymerisation
von Propylen in Gegenwart eines Ziegler-Natta-Katalysa
torsystems hergestellt wird.
Geeignet sind auch Copolymerisate, hergestellt durch
statistische Copolymerisation von Propylen mit Ethylen,
Buten-1, Penten-1, 3-Methylpenten-1, Hexen-1, Hepten-1
oder Octen-1 oder Dienen, wie z. B. Norbornadien oder
Dicyclopentadien, mit einem Propylengehalt von größer
als 50 Mol-%.
Die disperse Phase B enthält erfindungsgemäß ein vor
zugsweise aliphatische Aminogruppen tragendes Polymer
oder Oligomer.
Diese Aminogruppen können direkt in das Polyolefin ein
gebaut sein. Derartige, aliphatische Aminogruppen tra
gende Polyolefine kann man z. B. herstellen, indem man
das Polyolefin mit Maleinsäureanhydrid pfropft und die
freie Carboxylgruppe anschließend mit einem organischen
Diamin, z. B. 2-Dimethylaminoethylamin oder Dimethylneo
pentandiamin umsetzt.
Bevorzugt ist jedoch, daß die disperse Phase 1 bis 40,
vorzugsweise 2 bis 30 Gew.-% eines aliphatische Amino
gruppen tragenden, oligomeren oder polymeren Disper
giermittels C enthält. Dieses wirkt während der
Schmelzedispergierung emulgierend, führt zu geringen
Partikeldurchmessern und unterbindet eine Reagglome
ration, die zum Absetzen der Thermoplastphase führt.
Die besonders gute Wirkung rührt daher, daß die Amino
gruppen an der Phasengrenzfläche mit den Säuregruppen
des ungesättigten Polyesterharzes eine ionische Bindung
eingehen. Als weiterer Vorteil der ionischen Bindung
resultiert eine ausgezeichnete Phasenhaftung im gehär
teten Formstoff.
Verschiedene Stoffklassen können als Dispergiermittel C
eingesetzt werden:
- 1. Besonders wirksam sind wachsartige Copolymere des Ethylens mit 2 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% eines aliphatische Aminogruppen tragenden Comonomeren. Das Molekulargewicht (Mw) des Copoly meren liegt bevorzugt zwischen 2000 und 80 000, insbesondere zwischen 13 000 und 40 000. Geeignete Comonomere sind insbesondere Aminogruppen tragende Acrylate und Methacrylate, daneben auch Vinylimida zol und 1-Vinyl-2-methyl-imidazol. Bevorzugte Co monomere sind Dimethylamino- und Diethylamino ethylacrylat. Neben diesen Aminogruppen tragenden Comonomeren kann das Copolymere noch andere übliche Monomere, wie (Meth-)acrylate, Vinylester und Vinylether einpolymerisiert enthalten. Die Herstel lung der Ethylencopolymeren erfolgt nach bekannten Methoden durch radikalisch initiierte Hochdruckmas sepolymerisation bei Drücken von 500 bis 5000 bar und Temperaturen zwischen 180 und 280°C, wobei das gewünschte Molekulargewicht durch übliche Regler, wie Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe oder Aldehyde eingestellt werden kann.
- 2. Geeignet sind auch Copolymere oder Pfropfcopolymere des Ethylens oder Propylens mit funktionellen Grup pen, die mit einem aliphatischen Diamin umgesetzt werden. Beispiele sind Copolymere des Ethylens oder Propylens mit Methylmethacrylat, Acrylsäure oder Glycidylmethacrylat, bevorzugt ist ein Pfropfpoly merisat des Polypropylens mit 0,1 bis 15 Gew.-% Maleinsäureanhydrid, welches unter Halbamidbildung mit einem Diamin, welches eine tertiäre und eine sekundäre bzw. primäre aliphatische Aminogruppe trägt, umgesetzt wird. Bevorzugtes Diamin ist 2-Methylaminoethylamin.
- 3. Grundsätzlich geeignet sind auch Polydiene mit ali phatischen Aminoendgruppen, wie z. B. der handelsüb liche aminoterminierte Butadien/Acrylnitril-Kaut schuk.
- 4. Weitere geeignete Dispergiermittel C sind Copoly mere von Vinylmonomeren, z. B. Styrol und (Meth-)Acrylaten mit Aminogruppen tragenden Comono meren, wie z. B. Dimethylaminoethylacrylat.
- 5. Eine weitere gut geeignete Substanzklasse sind Michaeladdukte von aliphatischen primären oder sekundären Aminen an die Doppelbindungen von UP-, VE- oder VU-Harzen. Je nach Molverhältnis Doppel bindung zu Amin resultieren Aminogruppen tragende Oligomere bzw. Polymere, die mehr oder weniger oder auch gar keine Doppelbindungen aufweisen. Bevorzugt sind Addukte von sekundären aliphatischen oder cyclischen Aminen an UP-Harze mit hoher Styrolver träglichkeit (größer als 20 g Styrol pro 1 g UP-Harz). Besonders gut geeignete Amine sind Methylcyclohexylamin, Dibutylamin, Pyrrolidin und Piperidin. UP-Harze mit hoher Styrolverträglichkeit sind solche, die alkylverzweigte oder cycloalipha tische Bausteine enthalten, z. B. Neopentylglykol, Dipropylenglykol, hydriertes Bisphenol A einerseits und Dicyclopentadien, Endomethylentetrahydrophthal säure, 2-Ethylhexansäure oder Stearinsäure anderer seits.
In der Dispersion liegt die kohärente Phase A vorzugs
weise in flüssiger Form vor, die disperse Phase B in
Form feinteiliger Partikel mit einem mittleren Durch
messer (Zahlenmittel) zwischen 1 und 100 µm, vorzugs
weise zwischen 3 und 30 µm. Wird im UP-Harz A auf einen
Zusatz von Vinylmonomeren verzichtet, lassen sich auch
rieselfähige Granulate mit disperser Polyolefinphase
herstellen. In diesem Fall sind UP-Harze bevorzugt, die
kristallisieren.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersion wird
das Polyolefin bei Temperaturen oberhalb seines
Schmelzpunktes in dem ungesättigten Polyesterharz
gleichmäßig verteilt. Dies kann mit jedem geeigneten
Mischaggregat durchgeführt werden, vorzugsweise in
einem Extruder oder einem Rührkessel mit innen- oder
außenliegenden Mischvorrichtungen.
- a) Extruderverfahren
In einem Extruder, der z. B. die Form eines Doppel schneckenextruders haben kann, wird das Olefinpoly merisat vorzugsweise bei 120 bis 240°C aufgeschmol zen. Über einen Seitenextruder oder durch eine Pumpe wird eine vorzugsweise 100 bis 150°C heiße Schmelze des ungesättigten Polyesters zugeführt, welche vorzugsweise den Dispersionsstabilisator C enthält. Die Verweilzeit der Schmelze im Extruder beträgt vorzugsweise 20 bis 300 s. Das Vermischen der Schmelzen geschieht in einem Scherfeld, wodurch das Polyolefin in feine Tröpfchen zerteilt wird.
Da die Zerteilung in der Schmelze erfolgt, entste hen runde, kugelförmige Partikel mit glatter Ober fläche, die in dieser Form auch beim Abkühlen als disperse Phase in der kohärenten Polyesterphase er halten bleiben. Das Abkühlen auf Temperaturen unterhalb des Kristallitschmelzpunktes des Polyole fins erfolgt noch im Extruder, so daß aus diesem eine Dispersion von festen Polyolefin-Partikeln im flüssigem ungesättigten Polyester ausgepreßt wird. Diese Dispersion wird dann entweder direkt mit einem Comonomeren vermischt oder sie wird weiter abgekühlt, indem man sie z. B. in Wasser extrudiert oder Schmelze granuliert. Das trockene, blockfeste Granulat kann gelagert und bei Bedarf in dem Co monomeren gelöst werden. In beiden Fällen entsteht eine lagerstabile Dispersion des feinteiligen Poly olefins B in einer Lösung A des ungesättigten Poly esters im Comonomeren. Das Extruderverfahren wird mit Vorteil bei hochschmelzenden Polyolefinen, z. B. bei Polypropylen angewandt. - b) Rührkesselverfahren
Das erfindungsgemäße Vermischen der Polyester schmelze mit der Polyolefinschmelze kann auch in üblichen Rührkesseln, die mit einem kräftigen Rüh rer ausgerüstet sind, erfolgen. Dabei wird vorzugs weise diskontinuierlich gearbeitet. Dieses Verfah ren ist mit Vorteil auszuführen, wenn der Kristal litschmelzpunkt des Polyolefins niedrig liegt, also z. B. bei Polyethylen.
Man kann in den Rührkessel mit der Schmelze des vorzugsweise ein Dispergiermittel C enthaltenden ungesättigten Polyesters das Polyolefin entweder als Schmelze oder - bevorzugt - als Granulat oder Grieß eingeben. Die Massetemperatur im Rührkessel beträgt 80 bis 220°C, vorzugsweise 110 bis 200°C, die Verweilzeit 10 bis 120 min, vorzugsweise 20 bis 40 min. Nach beendeter Dispergierung wird die Schmelze aus dem Kessel ausgetragen. Sie kann gra nuliert werden; vorzugsweise wird sie aber an schließend mit dem Comonomeren vermischt. Dies kann entweder dadurch geschehen, daß in den Rührkessel die erforderliche Menge Monomer zugegeben und mit der Schmelze verrührt wird, oder daß die Schmelze in einen nachgeschalteten Rührkessel eingetragen wird, in dem sich Monomeres befindet, das bevorzugt auf 40 bis 90°C erwärmt ist. Auch hier entsteht wieder eine Dispersion der Polyolefinpartikel in dem ungesättigten Polyesterharz.
Diese Dispersion kann nun über mehrere Wochen, ja sogar Monate hinweg gelagert werden, ohne daß sie sich entmischt.
Die erfindungsgemäße Dispersion kann mit üblichen Zu
satzstoffen D vermischt und auf diese Weise kann ein
Halbzeug hergestellt werden.
Die Zusatzstoffe D werden der flüssigen Dispersion
zweckmäßigerweise in zwei Stufen zugemischt. Zunächst
werden gegebenenfalls schrumpfmindernde Thermoplasten,
Inhibitoren, Beschleuniger, Viskositätserniedriger und
Wachse, zweckmäßigerweise jeweils gelöst oder disper
giert im Comonomeren, zugegeben. Die erhaltene Disper
sion ist gut fließfähig und lagerfähig. In Ausnahme
fällen, nämlich bei hohem Gehalt an Polyolefin, liegt
sie als Paste vor, die zur Weiterverarbeitung leicht
erwärmt werden muß. Kurz vor der Weiterverarbeitung
wird dann der Radikalinitiator zugefügt, gegebenenfalls
zusammen mit Füllstoffen, Fasern, Trennmitteln, Gleit
mitteln und Eindickmitteln. Will man SMC-Massen her
stellen, dann wird die Masse mit Verstärkungsfasern
zusammen zu einem flächigen Halbzeug geformt und einge
dickt.
Das Halbzeug liegt als flächige, harzgetränkte Faser
matte (SMC), als teigförmige, Kurzfasern enthaltende
Spritzgußmasse (BMC), als rieselfähige Preßmasse, als
harzgetränkter Faserroving oder als harzgetränktes
Fasergebilde (RTM) vor. Die Weiterverarbeitung kann
dementsprechend nach verschiedenen Methoden vorgenommen
werden: SMC-Massen werden in Pressen, BMC-Massen durch
Spritzgießen, harzgetränkte Rovings durch Wickeln und
RTM-Massen in geschlossenen Formen verformt. Während
oder nach dem Formen erfolgt die Härtung des ungesät
tigten Polyesterharzes, d. h. die Copolymerisation mit
dem Comonomeren, bei Temperaturen oberhalb von 50°C,
vorzugsweise bei 120 bis 170°C.
Hier sind nun zwei Fälle zu unterscheiden:
- a) Bei Polyesterharzen, die zu Formkörpern mit einer Glastemperatur oberhalb von 120°C aushärten und insbesondere bei Verwendung von Styrol als Comono mer verfestigt sich während der Härtung die disper se Phase zu Partikeln mit Hohlkugelstruktur. Da Polystyrol ein um 17% geringeres Volumen als mono meres Styrol hat, schrumpft während der Polymerisa tion die kohärente Phase. Da nun die disperse Phase mit der kohärenten Phase durch ionische Bindungen verbunden ist, reißt das System an der weichsten Stelle, nämlich im Inneren der Polyolefinpartikel und es bilden sich dort Hohlräume, wie an der bei gefügten rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme X zu erkennen ist. Durch die Bildung der Hohlräume wird die Volumenkontraktion der kohärenten Phase kompensiert. Diese hypothetische Betrachtung lie fert eine Erklärung für die hervorragend gute Schrumpfkompensation bei den erfindungsgemäßen Formmassen.
- b) Bei nichtstyrolischen Comonomeren und Polyesterhar zen, die zu Formkörpern mit Glastemperaturen unter halb von 120°C aushärten, treten derartige Hohlku gelstrukturen selten auf. An Bruchflächen entstehen aber langgezogene Fetzen und Fäden der Polyolefin partikel, was auf die chemische Anbindung der Pha sen zurückzuführen ist. Dies ist an der rasterelek tronenmikroskopischen Aufnahme Y zu erkennen. Diese Betrachtung liefert die Erklärung für die gute Zäh modifizierung bei den erfindungsgemäßen Formmassen.
In beiden Fällen bleiben also auch nach der Härtung die
ionischen Bindungen an den Grenzflächen der beiden Pha
sen A und B erhalten und bewirken eine feste Haftung
der Phasen aneinander.
Die erfindungsgemäßen gehärteten Formteile können im
Automobilbau, im Bau- und im Elektrosektor Anwendung
finden.
Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente be
ziehen sich auf das Gewicht.
Ein ungesättigter Polyester mit Säurezahl 36 wurde
durch Kondensation von Maleinsäureanhydrid,
o-Phthalsäureanhydrid, Propylenglykol und Dipropy
lenglykol im Molverhältnis 1 : 0,2 : 0,95 : 0,3 herge
stellt. Das Produkt enthielt zur Stabilisierung
200 ppm Hydrochinon und 1000 ppm Triphenylphos
phit. Die Kondensation erfolgte unter Stickstoff.
Die Schmelzviskosität des Polyesters betrug
720 [mPa·s] bei 150°C.
Ein ungesättigter Polyester mit Säurezahl 42 wurde
durch Kondensation unter Stickstoff von Maleinsäu
reanhydrid, o-Phthalsäureanhydrid, Propylenglykol
und Dipropylenglykol im Molverhältnis
1 : 0,3 : 0,95 : 0,4 hergestellt. Zur Stabilisierung ent
hielt der Polyester 200 ppm Hydrochinon und
1000 ppm Triphenylphosphit. Die Schmelzviskosität
betrug 550 [mPa·s] bei 150°C.
Ein ungesättigter Polyester mit Säurezahl 35 und
Schmelzviskosität 490 [mPa·s] (150°C) wurde herge
stellt durch Kondensation von Maleinsäureanhydrid
und Dipropylenglykol im Molverhältnis 1 : 1. Der
Polyester war mit 225 ppm Methylhydrochinon und
500 ppm Triphenylphosphit stabilisiert.
Ein ungesättigter Polyester mit Säurezahl 50 und
Schmelzviskosität 480 [mPa·s] (150°C) wurde herge
stellt durch Kondensation von Maleinsäureanhydrid,
o-Phthalsäureanhydrid und Propylenglykol im Molver
hältnis 1 : 0,5 : 1,5. Der Polyester war mit 50 ppm
Hydrochinon stabilisiert.
380 Teile eines Diglycidylethers von Bisphenol A
mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 188 (Epi
kote® 828 der Fa. Shell) wurden bei 110°C in
Gegenwart von 0,5% Tetramethylammoniumchlorid als
Katalysator und 0,1% Hydrochinon als Inhibitor mit
172 Teilen Methacrylsäure umgesetzt. Nach 5 Stunden
war ein Epoxidwert von 0,025, eine Säurezahl von 11
und eine Schmelzviskosität bei 125°C von
305 [m·Pas] erreicht. Bei 110°C wurden nun 306 Tei
le o-Phthalsäureanhydrid zugesetzt, 120 Minuten ge
rührt und danach mit 0,03 Teilen Inhibitor Di
methylchinon versetzt, sowie anschließend mit 546
Teilen Styrol. Es resultierte eine klare Harzlösung
mit einer Viskosität von 249 [m·Pas] (23°C)
B1: Ethylenhomopolymerisat mit Schmelzindex MFI
(190/2.16): 36 [g/10 min] (nach DIN 53 735),
Schmelzpunkt (DSC) 112°C (nach ISO 3146) und
Dichte 0,924 [g/cm3] (nach DIN 53 479-A).
B2: Ethylenhomopolymerisat mit Schmelzindex MFI
(190/2.16): 20 [g/10 min] , Schmelzpunkt (DSC)
106°C und Dichte 0,916 [g/cm3].
B3: Ethylenhomopolymerisat mit Schmelzindex MFI
(190/2.16): 18 [g/10 min], Schmelzpunkt (DSC)
132°C und Dichte 0,954 [g/cm3].
B4: Propylenhomopolymerisat mit Schmelzindex MFI
(230/2.16): 70 [g/10 min] , Schmelzpunkt (DSC)
162°C und Dichte 0,904 [g/cmfl].
C1: In einem gerührten 1-l-Autoklaven mit einem
L/D-Verhältnis von 5 wurden 12,0 kg/h Ethylen,
0,6 l/h Dimethylaminoethylacrylat bei 1500 bar
und 240°C kontinuierlich polymerisiert. Die
Einstellung des gewünschten Molekulargewichts
von etwa 25 000 erfolgte durch Zudosierung von
Propionaldehyd. Es wurden stündlich 3,6 kg Pro
dukt ausgetragen. Der Gehalt an Comonomer be
trug 12,5%, die Viskosität nach DIN 51 562
4500 [mm2/s]. (Ubbelohde, 120°C).
C2: 16,0 kg/h Ethylen, 0,75 l/h Dimethylaminoethyl
acrylat wurden bei 1500 bar und 200°C konti
nuierlich polymerisiert. Die Einstellung des
gewünschten Molekulargewichts von etwa 25 000
erfolgte durch Zudosierung von Propionaldehyd.
Es wurden stündlich 2,3 kg Produkt ausgetragen.
Der Gehalt an Comonomer betrug 20,8%, die
Ubbelohde-Viskosität (bei 120°C) 5.040 [mm2/s].
C3: 11,5 kg/h Ethylen, 0,4 l/h Dimethylaminoethyl
acrylat wurden bei 1500 bar und 240°C konti
nuierlich polymerisiert. Die Einstellung des
gewünschten Molekulargewichts von etwa 45 000
erfolgte durch Zudosierung von Propionaldehyd.
Es wurden stündlich 3,2 kg Produkt ausgetragen.
Der Gehalt an Comonomer betrug 8,5%, die
Ubbelohde-Viskosität 4820 [mm2/s].
C4: Michaeladdukt aus ungesättigtem Polyester und
Pyrrolidin.
Ein ungesättigter Polyester mit Säurezahl 28 wurde in einem zweistufigen Verfahren herge stellt, wobei im ersten Schritt äquimolare Men gen Dicyclopentadien und Maleinsäure bei 125 bis 135°C zum Maleinsäurehalbester umgesetzt und im Folgeschritt mit Ethylenglykol bei 190°C kondensiert wurden. Die Einsatzstoffe wiesen ein Molverhältnis Maleinsäure : Dicyclopenta dien : Ethylenglykol wie 1 : 1 : 0,55 auf. Zur Stabi lisierung wurden 100 ppm Hydrochinon während der Kondensation zugesetzt.
246 Teile dieses ungesättigten Polyesters wur den in einem Rührgefäß unter Stickstoff bei 80°C innerhalb von 35 min mit 67,4 Teilen Pyrrolidin versetzt, 2,5 Stunden bei dieser Temperatur gehalten und die Schmelze abgekühlt. Durch HNMR-spektroskopischen Vergleich konnte gezeigt werden, daß die UP-Doppelbindungen quantitativ durch Aminaddition umgesetzt worden waren.
Ein ungesättigter Polyester mit Säurezahl 28 wurde in einem zweistufigen Verfahren herge stellt, wobei im ersten Schritt äquimolare Men gen Dicyclopentadien und Maleinsäure bei 125 bis 135°C zum Maleinsäurehalbester umgesetzt und im Folgeschritt mit Ethylenglykol bei 190°C kondensiert wurden. Die Einsatzstoffe wiesen ein Molverhältnis Maleinsäure : Dicyclopenta dien : Ethylenglykol wie 1 : 1 : 0,55 auf. Zur Stabi lisierung wurden 100 ppm Hydrochinon während der Kondensation zugesetzt.
246 Teile dieses ungesättigten Polyesters wur den in einem Rührgefäß unter Stickstoff bei 80°C innerhalb von 35 min mit 67,4 Teilen Pyrrolidin versetzt, 2,5 Stunden bei dieser Temperatur gehalten und die Schmelze abgekühlt. Durch HNMR-spektroskopischen Vergleich konnte gezeigt werden, daß die UP-Doppelbindungen quantitativ durch Aminaddition umgesetzt worden waren.
C5: Vinylpolymerisat mit aliphatischen Aminogruppen.
Zur Herstellung des Polymerisats wurde eine Mi schung eines (als Verdünnungsmittel wirkenden) gesättigten Adipinsäurepolyesters mit einer Vi nylmonomermischung polymerisiert. 60 Teile eines gesättigten Polyesters aus Adipinsäure, Ethylenglykol und Propylenglykol mit einer Säu rezahl von 8 und einer Schmelzviskosität von 1800 [mPa·s] wurden in einem Rührgefäß unter Stickstoff mit 20 Teilen Styrol, 10 Teilen Stearylmethacrylat und 10 Teilen 2-Dimethyl aminoethylacrylat vermischt, auf 85°C erwärmt, dann wurden 0,03 Teile tert.-Butylperbenzoat zugefügt und die Temperatur auf 120°C erhöht. Nach zwei Stunden bei dieser Temperatur wurde erneut mit 0,03 Teilen tert.-Butylperbenzoat versetzt, eine Stunde bei 120°C gehalten und danach abgekühlt.
Zur Herstellung des Polymerisats wurde eine Mi schung eines (als Verdünnungsmittel wirkenden) gesättigten Adipinsäurepolyesters mit einer Vi nylmonomermischung polymerisiert. 60 Teile eines gesättigten Polyesters aus Adipinsäure, Ethylenglykol und Propylenglykol mit einer Säu rezahl von 8 und einer Schmelzviskosität von 1800 [mPa·s] wurden in einem Rührgefäß unter Stickstoff mit 20 Teilen Styrol, 10 Teilen Stearylmethacrylat und 10 Teilen 2-Dimethyl aminoethylacrylat vermischt, auf 85°C erwärmt, dann wurden 0,03 Teile tert.-Butylperbenzoat zugefügt und die Temperatur auf 120°C erhöht. Nach zwei Stunden bei dieser Temperatur wurde erneut mit 0,03 Teilen tert.-Butylperbenzoat versetzt, eine Stunde bei 120°C gehalten und danach abgekühlt.
In einem Rührgefäß mit Ankerrührer wurden
40,4 Teile UP-Harz Al unter Stickstoff auf 180°C
erwärmt, 1,9 Teile Dispergiermittel C1 und an
schließend innerhalb von 15 Minuten portionsweise
21,1 Teile Ethylenpolymerisat B1 in Granulatform
zugesetzt. Nach 25 Minuten Rührung mit 230 Umdre
hungen je Minute wurde von 180°C auf 125°C abge
kühlt und portionsweise mit 36,7 Teilen Styrol
verdünnt, in welchem 0,093 Teile Inhibitor 2,6-Di
methylchinon gelöst waren. Nach Abkühlen auf 25°C
resultierte eine feinteilige Polyethylendispersion
mit einer Viskosität von 3080 [mPa·s] (23°C) und
Partikeldurchmessern zwischen 3 und 20 um.
Mit Hilfe eines schnell laufenden Rührwerks wurde
folgende Harz/Füllstoff-Paste präpariert:
100 Teile Dispersion 1a
18 Teile Styrol
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat
4,5 Teile Zn-Stearat
1,75 Teile MgO-Paste Luvatol® MK 35
180 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®.
100 Teile Dispersion 1a
18 Teile Styrol
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat
4,5 Teile Zn-Stearat
1,75 Teile MgO-Paste Luvatol® MK 35
180 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®.
Die SMC-Herstellung erfolgte auf einer Technikums
anlage, bei der die Harz/Füllstoff-Mischung auf
einer Polyethylenfolie mit geschnittenen Glasfaser
rovings (2,5 cm lang) vereinigt, aufgerollt und
4 Tage bei 23°C gelagert wurde. Danach ließen sich
die Abdeckfolien abziehen, und das klebfreie SMC
wurde in einem polierten Stahlwerkzeug 5 min lang
unter 50 bar bei 145°C zu 4 mm dicken Platten mit
einem Glasfasergehalt von 30% verpreßt. Tabelle 1
zeigt die Eigenschaften eines Formstoffes aus
SMC 1b.
Der Kugelfalltest wird folgendermaßen ausgeführt.
Für diesen Test werden aus 4 mm dicken Formstoff
platten Prüfkörper (80×80 mm) ausgearbeitet, zwi
schen Metallringen (Durchmesser 60 mm) eingespannt
und darauf aus 70 cm Höhe eine Stahlkugel (761 g,
Durchmesser: 57,1 mm) fallen gelassen. Die Zugseite
des geschädigten Prüfkörpers wird mit roter Farb
stofflösung (Diffusionsrot, Firma H. Klumpf) einge
sprüht, nach 5 min mit Wasser abgewaschen, getrock
net und der Durchmesser der roten Schädigungszone
ermittelt. Durch die Mitte der Schädigungszone wird
aufgeschnitten und an der Schnittfläche die Dicke
der roten Zone gemessen (Lupe mit Skala). Je gerin
ger die Zahlenwerte beider Meßgrößen sind, desto
unempfindlicher verhalten sich die Formstoffe bei
Stoß- oder Schlagbeanspruchung.
Aus der Dispersion 1a wurde folgende Mischung her
gestellt:
100 Teile Dispersion 1a
3 Teile Siliciumdioxid Aerosil®
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
100 Teile Dispersion 1a
3 Teile Siliciumdioxid Aerosil®
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
Die Paste wurde in einem Stahlwerkzeug (Rondell mit
60 mm Durchmesser und 4 mm Tiefe) 10 Minuten bei
145°C unter einem Druck von 200 bar verpreßt. Die
rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer
Bruchfläche des Formstoffs zeigt die ausgezeichnete
Anbindung der dispersen Polyethylenphase (Hohl
kugel) an die kohärente UP-Harzmatrix.
In einem Rührgefäß mit Ankerrührer wurden 48,2
Teile UP-Harz A2 unter Stickstoff auf 160°C er
wärmt, mit 2,07 Teilen Dispergierhilfsmittel C1
versetzt und die Rührgeschwindigkeit auf 230 Umdre
hungen pro Minute eingestellt. Portionsweise wurden
nun 20 Teile Polyethylengranulat B1 zugefügt,
20 min bei 160°C gerührt und langsam auf 106°C ab
gekühlt. Bei dieser Temperatur begann man mit dem
Zulauf von 29 Teilen Styrol, in dem 0,03 Teile
2,6-Dimethylchinon zur Stabilisierung enthalten
waren. Es resultierte eine feinteilige Polyethylen
dispersion mit einer Partikelgrößenverteilung zwi
schen 2 und 5 µm, die beim wochenlangen Lagern
(23°C) nicht aufrahmte.
70 Teile Dispersion 2a wurden mit 1,4 Teilen
Methylethylketonperoxid (MEKP, LA 3), 0,7 Teilen
Co-Beschleuniger (1% Co) und 0,7 Teilen Biscyclo
hexylperoxydicarbonat (Perkadox 16) katalysiert und
in einem Polyethylenbecher (Tiefe 75 mm, Weite
60 mm) bei 60°C gelagert. Es entstand ein weißer
Formstoff ohne geringste Anzeichen für einen Riß.
Zum Vergleich wurde UP-Harz A2 70%ig in Styrol ge
löst und mit 50 ppm 2,6-Dimethylchinon stabili
siert. 70 Teile dieses klaren Harzes wurden wie
oben beschrieben katalysiert und bei 60°C gelagert.
Es entstand ein transparenter, von zahlreichen Ris
sen völlig zerstörter Formstoff.
In einem Rührgefäß mit Ankerrührer wurden die unge
sättigten Polyester A1, A4 und A6 unter Stickstoff
aufgeschmolzen, die Schmelze auf 179°C eingestellt
(bei den Beispielen 5 und 6 auf 150°C) , mit Disper
gierhilfsmitteln und schließlich mit Ethylenpoly
merisaten in den angegebenen Mengenverhältnissen
(Tabelle 2) versetzt. Nach 25 Minuten Rührung mit
230 Umdrehungen pro Minute wurde abgekühlt, bei 123
bis 130°C portionsweise Styrol zugemischt, in dem
2,6-Dimethylchinon als Inhibitor gelöst war, und
die Dispersionen durch Messung der Viskosität und
der Partikelgröße (lichtmikroskopisch) geprüft. Die
Vergleichsdispersion war sehr grob und rahmte nach
kurzer Lagerzeit auf, so daß die Viskosität nicht
gemessen wurde.
Mit einem schnell laufenden Rührwerk wurden aus den
Dispersionen 3a, 4a, 5a und 6a folgende Mischungen
hergestellt:
100 Teile Dispersion 3a bis 6a
100 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®
3,5 Teile Zn-Stearat
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
100 Teile Dispersion 3a bis 6a
100 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®
3,5 Teile Zn-Stearat
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
Durch Tränken von fünf Lagen Glasfasermatten (sty
rolunlöslich gebunden) wurden Laminate erhalten,
die in einem Plattenwerkzeug aus Stahl
(4×150×150 mm) bei 145°C unter 200 bar 10 Minuten
verpreßt und durch den Kugelfalltest geprüft wur
den.
Zum Vergleich wurden die UP-Harze A1 und A4 jeweils
70%ig in Styrol gelöst, mit 200 ppm 2,6-Dimethyl
chinon stabilisiert und analog zu den Dispersionen
über Naßpreßlaminate durch den Kugelfalltest ge
prüft.
Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß die erfin
dungsgemäßen Laminate mit disperser Polyethylen
phase geringere Stoßempfindlichkeit aufweisen als
solche auf reiner UP-Harzbasis. Nur die Vergleichs
laminate wiesen nach der Herstellung bereits Risse
am Rand auf.
In einem Rührgefäß mit Ankerrührer wurden
40,8 Teile UP-Harz A3 unter Stickstoff auf 180°C
erwärmt, bei einer Rührgeschwindigkeit von 230 Um
drehungen pro Minute mit 1,74 Teilen Dispergiermit
tel C1 und anschließend mit 17,5 Teilen Ethylenpo
lymerisat B1 portionsweise versetzt. Dabei fiel die
Schmelzetemperatur auf 145°C. Sie wurde 20 Minuten
gehalten, danach langsam auf 110°C abgesenkt und
der Zulauf von 15,6 Teilen Hydroxyethylmethacrylat
sowie bei 81°C anschließend von 11,1 Teilen Tri
methylolpropantrimethacrylat durchgeführt. Das Hy
droxyethylmethacrylat enthielt 0,05 Teile 2,6-Di
methylchinon. Bei Raumtemperatur wurde mit
15 Teilen Diallylphthalat verdünnt.
Die feinteilige Polyethylendispersion wies nach
lichtmikroskopischer Untersuchung eine Partikelgrö
ßenverteilung zwischen 2 bis 5 um auf. Sie war bei
wochenlanger Lagerung (23°C) lagerstabil und rahmte
nicht auf.
Mit Hilfe eines Rührwerks wurde folgende Mischung
hergestellt:
100 Teile Dispersion 7a
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat
3,0 Teile Aerosil®, amorphe Kieselsäure.
100 Teile Dispersion 7a
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat
3,0 Teile Aerosil®, amorphe Kieselsäure.
Die Paste wurde in einem Stahlwerkzeug (Rondell mit
60 mm Durchmesser und 4 mm Tiefe) 10 min bei 145°C
unter einem Druck von 200 bar verpreßt.
Es resultierte ein rißfreier, harter Formstoff, der
opak aussah. Eine rasterelektronenmikroskopische
Aufnahme (Y) der Bruchfläche zeigt eine ausgezeich
nete Haftung beider Phasen. Die disperse Polyethy
lenphase ist durch den Bruchvorgang länglich defor
miert, ohne daß Ablösungen in der Grenzfläche zur
kohärenten UP-Harzmatrix auftraten.
In einem Rührgefäß mit Ankerrührer, Mantelheizung
und Bodenablaßventil wurde 47,6 Teile UP-Harz A2
unter Stickstoff auf 150°C erwärmt, 2 Teile Dis
pergiermittel C1 und danach portionsweise 20 Teile
Ethylenpolymerisat B3 zugefügt. Die Rührgeschwin
digkeit betrug 230 Umdrehungen pro Minute und die
Schmelzetemperatur wurde auf 168°C gebracht. Die
homogene Schmelze wurde dann innerhalb von etwa
15 Minuten über einen beheizten Ablauf in einen
zweiten Rührkessel zudosiert, in dem 30 Teile Sty
rol mit 0,005 Teilen Inhibitor 2,6-Dimethylchinon
vorgelegt und so gekühlt wurden, daß die Mischtem
peratur nicht über 50°C anstieg. Es resultierte
eine feinteilige Dispersion mit der Viskosität von
2900 [mPa·s] (23°C) und einer Partikelgrößenver
teilung zwischen 2 und 60 µm.
9a) Beispiel 8a wurde mit Propylenpolymerisat B4
wiederholt, wobei die Schmelzetemperatur der
UP-Harz/Polymermischung auf 180°C angehoben wurde,
bevor der Zulauf in die Monomervorlage begann. Die
Dispersion wies eine Partikelgrößenverteilung
zwischen 5 und 150 µm auf und die Viskosität (23°C)
betrug 2.500 [mPa·s].
Mit einem schnell laufenden Rührwerk wurden aus den
Dispersionen 8a und 9a folgende Mischungen
hergestellt:
100 Teile Dispersion
100 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®
3,5 Teile Zn-Stearat
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
100 Teile Dispersion
100 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®
3,5 Teile Zn-Stearat
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
Herstellung und Prüfung der Naßpreßlaminate durch
den Kugelfalltest erfolgten wie in Patentbeispielen
3 bis 6 beschrieben. Die Ergebnisse in Tabelle 3
zeigen, daß die erfindungsgemäßen Laminate eine
geringere Stoßanfälligkeit aufweisen, als solche
aus vergleichbaren UP-Harzen ohne disperse
Polyolefinphase (vergleiche in Tabelle 2).
Eine VE-Harzdispersion wurde durch Mischen von
VE-Harz 5 und Polyethylen-Dispersion 1a im Gewichts
verhältnis 1 : 1 hergestellt. Sie war homogen und wies
eine Viskosität von 780 [mPa·s] (23°C) auf.
Zur Herstellung und Prüfung eines Naßpreßlaminats wurde
mit einem schnell laufenden Rührwerk folgende Mischung
hergestellt:
100 Teile Dispersion
100 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®
3,5 Teile Zn-Stearat
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
100 Teile Dispersion
100 Teile Füllstoff Kreide Millicarb®
3,5 Teile Zn-Stearat
1,5 Teile tert.-Butylperbenzoat.
Herstellung und Prüfung durch den Kugelfalltest erfolg
te analog zu den Naßpreßlaminaten in den Beispielen 3
bis 6. Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, daß selbst
bei relativ niedrigem Polyethylengehalt Formstoffe mit
verminderter Stoßfähigkeit resultieren.
Claims (12)
1. Härtbare Formmasse, enthaltend
A. als kohärente Phase ein radikalisch härtbares, ungesättigtes Polyesterharz und
B. als disperse Phase feinteilige Polyolefinparti kel,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen A und B durch ionische Bindungen an den Grenzflächen che misch miteinander verbunden sind.
A. als kohärente Phase ein radikalisch härtbares, ungesättigtes Polyesterharz und
B. als disperse Phase feinteilige Polyolefinparti kel,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen A und B durch ionische Bindungen an den Grenzflächen che misch miteinander verbunden sind.
2. Härtbare Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die kohärente Phase A ein Säuregrup
pen tragendes Polymeres oder Oligomeres, und die
disperse Phase B ein Aminogruppen tragendes Poly
meres oder Oligomeres enthält.
3. Härtbare Formmasse nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das ungesättigte Polyesterharz selbst
Carboxylendgruppen trägt.
4. Härtbare Formmasse nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das ungesättigte Polyesterharz ein
Vinylester-, Vinylesterurethan- oder ungesättigtes
Polyesterharz ohne Carboxylgruppen ist, welches 2
bis 50 Gew.-%, bezogen auf A, eines Säuregruppen
tragenden Oligomeren oder Polymeren zugemischt ent
hält.
5. Härtbare Formmasse nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polyolefin selbst aliphatische
Aminogruppen trägt.
6. Härtbare Formmasse nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polyolefin 1 bis 40 Gew.-%, bezo
gen auf B, eines aliphatische Aminogruppen tragen
den, oligomeren oder polymeren Dispergiermittels C
zugemischt enthält.
7. Härtbare Formmasse nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Dispergiermittel C ein Copolymer
des Ethylens mit 2 bis 50 Gew.-% eines aliphatische
Aminogruppen tragenden Acrylats oder Methacrylats
mit einem Molekulargewicht (Mw) zwischen 2000 und
80 000 ist.
8. Härtbare Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Phasen A : B
zwischen 95 : 5 und 50 : 50 beträgt.
9. Härtbare Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie 0,001 bis 2,0 Gew.-% Stickstoff
enthält, der zumindest teilweise in Form von Ammo
niumionen gebunden ist.
10. Härtbare Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mittlere Teilchengröße der Poly
olefinpartikel zwischen 1 und 100 µm, vorzugsweise
zwischen 3 und 30 µm liegt.
11. Härtbares Halbzeug, enthaltend die Formmasse nach
Anspruch 1, sowie übliche Zusatzstoffe D.
12. Gehärtetes Formteil, enthaltend
A. als kohärente Phase ein gehärtetes Polyester harz,
B. als disperse Phase feinteilige Polyolefinparti kel,
D. übliche Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen A und B an den Grenzflächen durch ionische Bindungen chemisch miteinander verbunden sind und dadurch fest anein ander haften.
A. als kohärente Phase ein gehärtetes Polyester harz,
B. als disperse Phase feinteilige Polyolefinparti kel,
D. übliche Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen A und B an den Grenzflächen durch ionische Bindungen chemisch miteinander verbunden sind und dadurch fest anein ander haften.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4234324A DE4234324A1 (de) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Härtbare Formmasse |
ES93115983T ES2106935T3 (es) | 1992-10-12 | 1993-10-04 | Masa de moldeo endurecible que contiene una resina de poliester insaturado y particulas finamente divididas de una poliolefina. |
EP93115983A EP0592910B1 (de) | 1992-10-12 | 1993-10-04 | Härtbare Formmasse enthaltend ungesättigtes Polyesterharz und feinteilige Polyolefinpartikel |
DE59306922T DE59306922D1 (de) | 1992-10-12 | 1993-10-04 | Härtbare Formmasse enthaltend ungesättigtes Polyesterharz und feinteilige Polyolefinpartikel |
AT93115983T ATE155512T1 (de) | 1992-10-12 | 1993-10-04 | Härtbare formmasse enthaltend ungesättigtes polyesterharz und feinteilige polyolefinpartikel |
US08/134,830 US5414043A (en) | 1992-10-12 | 1993-10-12 | Curable molding material |
JP5254575A JPH07304941A (ja) | 1992-10-12 | 1993-10-12 | 硬化性成形材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4234324A DE4234324A1 (de) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Härtbare Formmasse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4234324A1 true DE4234324A1 (de) | 1994-04-14 |
Family
ID=6470248
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4234324A Withdrawn DE4234324A1 (de) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Härtbare Formmasse |
DE59306922T Expired - Fee Related DE59306922D1 (de) | 1992-10-12 | 1993-10-04 | Härtbare Formmasse enthaltend ungesättigtes Polyesterharz und feinteilige Polyolefinpartikel |
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