DE60008879T2

DE60008879T2 - Aromatische polyamidformmassen-zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60008879T2
Application number: DE60008879T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Utsunomiya-shi NOZAKI; Reiko Utsunomiya-shi KOSHIDA; Tadao Yokoham-shi USHIDA; Takeo Italo-gun TASAKA
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: ES2215058T3; DE60008879D1; ATE261469T1; US20030036625A1; CA2378941A1; EP1200516A1; DK1200516T3; WO2001009233A1; PT1200516E; US6784279B2; AU6511700A; EP1200516B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine für das Formen bestimmte Polyamidzusammensetzung, welche faseriges Wollastonit enthält, und sie betrifft, in näheren Einzelheiten betrachtet, eine für das Formen bestimmte Polyamidzusammensetzung, welche eine überlegene Steifigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Dimensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien, äußere Oberflächenerscheinung und Gleiteigenschaften in Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur aufweist, wobei die Zusammensetzung einen geringen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist und wobei dieselbe ein geringes Verwerfen aufweist trotz der Tatsache, dass ein Typ eines faserigen Füllmaterials besteht. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Polyamidzusammensetzung, von welcher ausgezeichnete Eigenschaften beim Recycling in den Rücklaufgegenständen aufrechterhalten werden, welche hergestellt werden unter Verwendung von Wand- oder Kanalelementen, welche bei dem Einspritzen der Polyamidzusammensetzung hervorstehen, welche aber das Steuern der Farbe derselben leichter machen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist gut bekannt, dass Verstärkungsmaterialien und/oder Füllmaterialien für das Formen bzw. Ziehen mit thermoplastischen Polymeren entsprechend den Eigenschaften, welche für den Einsatz der geformten Produkte erforderlich sind, zusammengesetzt werden.
Im Allgemeinen, wenn anorganische Füllmaterialien, unter welchen Glasfasern, Kohlenstofffasern, Silikat, Ton, Talk und Mika repräsentative Vertreter darstellen, einzeln oder in Kombination verwendet werden, dann kann eine Verbesserung erreicht werden bei einigen der erforderlichen Eigenschaften von geformten Materialien, wie etwa bei der Steifigkeit, Zähigkeit, äußeren Oberflächenerscheinung, Festigkeit, einem geringen Verwerfen, der dimensionalen Stabilität und den Gleiteigenschaften sowie bei dem Koeffizienten des linearen Ausdehnung der Harzzusammensetzung. Andererseits besteht eine Neigung dazu, dass nachteilige Wirkungen auf andere Eigenschaften ausgeübt werden. Natürlich wird diese Neigung deutlich wenn der Gehalt an anorganischem Füllmaterial in der für das Formen bestimmten Harzzusammensetzung, die am Ende erreicht wird, herauf gesetzt wird. Zur gleichen Zeit besteht auch das Problem, dass die Kosten der Harzzusammensetzung steigen werden. Andererseits sind in jüngster Zeit halbaromatische Polyamide, welche aromatische, monomere Komponenten in einem Teil ihrer Strukturelemente enthalten, zu einer weit verbreiteten Anwendung gekommen wegen ihrer überlegenen Hochtemperatursteifigkeit, ihrer Hitzebeständigkeit, ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien und ihrer Wasserabsorptionskapazität. Es sind auch Versuche unternommen worden, um diese selben Polyamide und aliphatischen Polyamide, von denen Nylon 6 und 66 Vertreter sind, auf verschiedene Typen von geformten Produkten anzuwenden, wie etwa auf thermoplastische Polymere für Formprodukte mit überlegenen mechanischen Festigkeiten und Steifigkeiten sowie Hitzebeständigkeiten. Zusätzlich sind Zusammensetzungen gut bekannt, bei denen anorganische Füllmaterialien zum Zwecke einer weiteren Verbesserung der Steifigkeit und der Zähigkeit zusammengemischt werden.
Versuche jedoch, um die Zähigkeit und die Schlagbiegefestigkeit zu verbessern, ohne dabei die überlegenen Eigenschaften der halbaromatischen Polyamide zu beeinträchtigen, indem anorganische Füllmaterialien mit halbaromatischen Polyamiden zusammengemischt werden, sind nicht in irgendeinem größeren Umfang unternommen worden.
Unter diesen Umständen gibt es, als ein Beispiel des Zusammenmischens verschiedener anorganischer Füllmaterialien mit halbaromatischen Polyamiden, diejenige Zusammensetzung, die zum Beispiel in der frühen Offenbarung der Japanischen Patentanmeldung der No. 3-210359 [1991] beschrieben worden ist. Eine Studie wurde erstellt hinsichtlich der Verbesserung der Hitzebeständigkeit auf Grund des Anstiegs der Kristallinität und hinsichtlich der Verbesserung der äußeren Oberflächenerscheinung durch ein Zusammenmischen von Wollastonit oder anderen unterschiedlichen Füllmaterialien mit nadelförmigen Partikeln, welche Materialien im natürlichen, metamorphen Gestein vorhanden sind, welches im Wesentlichen aus Calciummetasilikat besteht, mit den halbaromatischen Polyamidzusammensetzungen, so wie dies in jener Anmeldung offenbart wird. Formartikel können für verschiedene Gebrauchsanwendungen gefärbt werden, und Polyamidzusammensetzungen, welche durch einen Gehalt an solchen Farbbestandteilen weniger Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften und auf die Zähigkeit aufweisen, sind als Zusammensetzungen für das Spritzgießen erwünscht, und Wand- und Kanalelementen, welche bei dem Spritzgießen zur Herstellung von geformten Artikeln heraustauchen, sind im Hinblick auf eine Zurückführung bzw. ein Recycling erwünscht, um ein soziales Bedürfnis zu befriedigen, welches in den vergangenen Jahren einen Beitrag zur Verringerung von industriellem Abfall vorausgesetzt hat.
Es ist jedoch nichts offenbart worden bezüglich der Verhältnisse zwischen der Länge, dem Durchmesser und dem Aussehen des Wollastonits und es sind keine aromatischen Polyamidzusammensetzungen geliefert worden mit überlegenen Eigenschaften von Steifigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Dimensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien, von äußerer Oberflächenerscheinung, Gleiteigenschaften und Verzugseigenschaften in Umgebungsbedingungen, welche eine hohe Feuchtigkeit und eine hohe Temperatur aufweisen, und mit niedrigen Koeffizienten einer linearen Ausdehnung.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine Polyamidzusammensetzung zu liefern für Formprodukte mit überlegener Steifigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Dimensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien, äußerer Oberflächenerscheinung und Gleiteigenschaften in Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur, wobei die Harzzusammensetzung einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist und ein geringes Verwerfen ergibt trotz der Tatsache, dass es dort einen Typ eines faserigen Füllmaterial gibt.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung besteht darin, eine Polyamidzusammensetzung zu liefern, von welcher ausgezeichnete Eigenschaften in den einem Recycling unterworfenen Gegenständen aufrechterhalten werden, welche hergestellt werden unter Verwendung von Wand- oder Kanalelementen, welche bei dem Einspritzen der Polyamidzusammensetzung hervorragen, sowie geformte Artikel zu liefern, sogar dann wenn diese durch Einspritzen einer gefärbten Spritzgusszusammensetzung gefärbt werden.
Wir haben herausgefunden, dass die oben erwähnten Ziele durch eine Polyamidzusammensetzung erreicht werden, welche Wollastonit mit einem spezifizierten Durchmesser, mit einer spezifizierten Länge und mit einem spezifizierten Aussehensverhältnis enthält. Die Zusammensetzung der Polyamidformmassen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt eine überlegene Steifigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Dimensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien, äußere Oberflächenerscheinung und Gleiteigenschaften in Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur, und sie weist einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten und ein geringes Verwerfen auf. Weiterhin liefert die Zusammensetzung der Polyamidformmassen gemäß der vorliegenden Erfindung Vorteile in der Hinsicht auf, dass ausgezeichnete Eigenschaften der Zusammensetzung der Polyamidformmassen gemäß der Erfindung in zurückgeführten Gegenständen aufrechterhalten werden, welche hergestellt werden unter Verwendung von Wand- oder Kanalelementen, welche bei dem Einspritzen der Polyamidzusammensetzung hervorstehen, und in Formartikeln, sogar dann wenn diese von einem Farbstoff gefärbt werden, welcher in der Zusammensetzung der Polyamidformmasse enthalten ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine aromatische Polyamidformmassenzusammensetzung umfasst; A. 100 Gewichtsteile eines halbaromatischen Polyamids mit einer aromatischen Monomerkomponente von mehr als 20 Mol-%, wobei das besagte Polyamid einen Schmelzpunkt aufweist, welcher höher liegt als 280°C, und B. 5 bis 170 Gewichtsteile Wollastonit mit einer Zahl der durchschnittlichen Länge von annähernd 5 μm bis annähernd 180 μm und mit einer Zahl des durchschnittlichen Durchmessers von annähernd 0,1 μm bis 15,00 μm und mit einem durchschnittlichen Aussehensverhältnis von mehr als 3:1.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung zielt auf eine Polyamidzusammensetzung ab, welche umfasst; A. 100 Gewichtsteile eines halbaromatischen Polyamids, in dem (a) die Menge des aromatischen Monomers in der Monomerkomponente, welche das Polyamid bildet, größer als 20 Mol-% ist, und wobei das Polyamid (b) eine Dicarboxylsäurekomponente aufweist, welche ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Terephthalsäure, aus einer Mischung von Terephthalsäure und Isophthalsäure, bei welcher die Menge an Terephthalsäure in der Dicarboxylsäurekomponente größer als 40 Mol-% ist, aus einer Mischung von Terephthalsäure und Adipinsäure und aus einer Mischung von Terephthalsäure, Isophthalsäure und Adipinsäure, in welcher die Menge an Terephthalsäure in der Dicarboxylsäurekomponente größer als 40 Mol-% ist, und (c) eine Diaminkomponente, welche ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Hexamethylendiamin und aus einer Mischung von Hexamethylendiamin und 2-Methylpentamethylendiamin und (d) einen Schmelzpunkt aufweist, der größer ist als 280°C; und B. 5 bis 170 Gewichtsteile Wollastonit mit einer Zahl der durchschnittlichen Länge von annähernd 5 μm bis annähernd 180 μm und mit einer Zahl des durchschnittlichen Durchmessers von annähernd 0,1 μm bis 15,00 μm und mit einem durchschnittlichen Aussehensverhältnis von mehr als 3:1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
A. HALBAROMATISCHE POLYAMIDE
Bei den halbaromatischen Polyamiden, welche in dieser Erfindung verwendet werden, liegt die Menge aromatischer Monomere in den Monomeren, welche das Polyamid darstellen, bei 20 Mol-% oder darüber und der Schmelzpunkt liegt höher als 280°C. Der Gehalt an einem aromatischen Monomer ist vorzugsweise größer als 25 Mol-% und vorzugsweise liegt er in dem Bereich von 25 Mol-% bis 60 Mol-%. Wenn der Gehalt des aromatischen Monomers kleiner als 20 Mol-% ist, dann nehmen die Steifigkeit bei einer hohen Temperatur und die mechanischen Eigenschaften zu den Zeiten einer Wasserabsorption ab. Dies ist nicht erwünscht.
Spezifische Beispiele aromatischer Monomere schließen aromatische Diamine, aromatische Carboxylsäuren und aromatische Aminocarboxylsäuren mit ein. Aromatische Diamine können zum Beispiel enthalten p-Phenylendiamin, o-Phenylendiamin, m-Phenylendiamin, p-Xylendiamin und m-Xylendiamin.
Aromatische Dicarboxylsäuren können zum Beispiel enthalten Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, 2-Methylterephthalsäure und Naphthalendicarboxylsäure. Aromatische Aminocarboxylsäuren können zum Beispiel eine p-Aminobenzoesäure enthalten. Diese aromatischen Monomere können einzeln verwendet werden oder sie können in Verbindung von zweien oder von mehreren derselben verwendet werden.
Von diesen aromatischen Monomeren können die Terephthalsäure oder Mischungen aus Terephthalsäure und Isophthalsäure vorzugsweise verwendet werden.
Andere strukturelle Komponenten der halbaromatischen Polymere sind aliphatische Dicarboxylsäuren, aliphatische Alkylendiamine, alizyklische Alkylendiamine und aliphatische Aminocarboxylsäuren.
Die aliphatische Dicarboxylsäurekomponente kann sein Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure und Dodecansäure. Sie können einzeln verwendet werden oder sie können in Verbindung von zweien oder von mehreren derselben verwendet werden. Die Verwendung von Adipinsäure wird bevorzugt.
Die aliphatische Alkylendiaminkomponente kann eine geradlinige Kette oder eine verzweigte Kette sein. Ganz spezifisch kann sie sein Ethylendiamin, Trimethylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, 1,7-Diaminoheptan, 1,8-Diamino-octan, 1,9-Diaminononan, 1,10-Diaminodecan, 2-Methylpentamethylendiamin und 2-Ethyltetramethylendiamin. Sie können einzeln oder in Verbindung von zweien oder von mehreren derselben verwendet werden.
Die alizyklische Alkylendiaminkomponente kann sein 1,3-Diaminocyclohexan, 1,4-Diaminocyclohexan, 1,3-bis(Aminomethyl)cyclohexan, bis(Aminomethyl)cyclohexan, bis(4-Aminocyclohexyl)methan, 4,4'-Diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethan, Isophorondiamin und Piperazin. Sie können einzeln oder in Verbindung von zweien oder von mehreren derselben verwendet werden.
Die alizyklische Aminocarboxylsäurekomponente kann sein 6-Aminocapronsäure, 11-Aminoundekansäure und 12-Aminododekansäure. Die zyklischen Lactame, welche diesen Rohmaterialien entsprechen, können auch verwendet werden. Sie können einzeln oder in Verbindung von zweien oder von mehreren derselben verwendet werden.
Die halbaromatischen Polyamide, welche bei dieser Erfindung verwendet werden, können durch ein Polymerisieren der zuvor erwähnten Monomerkomponenten hergestellt werden. Sie können auch durch ein Mischen von zwei oder von mehr halbaromatischen Polyamiden hergestellt werden.
Die spezifischen, strukturellen Komponenten und die Komponentenverhältnisse des halbaromatischen Polyamids, bei denen die Menge der aromatischen Monomere in der Monomerkomponente, welche das Polyamid definiert, größer als 20 Mol-% ist, werden als geeignet festgelegt in Übereinstimmung mit den Eigenschaftsanforderungen, die an das Produkt gestellt werden, welches dazu bestimmt ist aus der Polyamidzusammensetzung gemäß dieser Erfindung geformt werden soll, und die Komponentenverhältnisse werden so bestimmt, dass der Schmelzpunkt des halbaromatischen Polyamids größer als 280°C ist. Wenn der Schmelzpunkt niedriger als 280°C ist, dann ist die Hitzebeständigkeit nicht ausreichend groß, was nicht erwünscht ist. Wenn er höher als 350°C ist, dann werden von der Zusammensetzung herrührende Zersetzungsgase erzeugt. Vorzugsweise sollte er bei 280°C bis 350°C liegen. Mit einem größeren Vorzug sollte er bei 295°C bis 330°C liegen.
Die Dicarboxylsäurekomponente (b) kann sein eine Mischung aus Terephthalsäure und Isophthalsäure, oder, wenn eine Mischung aus Terephthalsäure, Isophthalsäure und Adipinsäure verwendet wird, dann kann die Menge an Terephthalsäure in der Dicarboxylsäurekomponente größer als 50 Mol-% sein.
B. WOLLASTONIT
Wollastonit, welcher im Rahmen dieser Erfindung verwendet wird, ist ein weißes Mineral, welches im Wesentlichen aus Calciummetasilikat besteht, welches in herkömmlicher Weise als ein anorganisches Füllmaterial bei thermoplastischen Polymeren für das Formen bzw. Pressen verwendet wird.
Wollastonit ist faserig, seine Zahl der durchschnitlichen Länge sollte in dem Bereich von 5 bis 180 μm liegen und bevorzugt in dem Bereich von 20 bis 100 μm, seine Zahl des durchschnittlichen Durchmessers sollte in dem Bereich von 0,1 μm bis 15,00 μm liegen und bevorzugt in dem Bereich von 2,0 bis 7,0 μm und sein durchschnittliches Aussehensverhältnis (Länge und Breite) sollte größer als 3:1 sein, vorzugsweise sollte es in dem Bereich von 3:1 bis 50:1 liegen und mit einem größeren Vorzug in dem Bereich von 5:1 bis 30:1. Wenn die Zahl der durchschnittlichen Länge, die Zahl des durchschnittlichen Durchmessers und das durchschnittliche Aussehensverhältnis des Wollastonits nicht innerhalb des spezifizierten Bereiches dieser Erfindung liegen, dann kann eine aromatische Polyamidformmassenzusammensetzung von überlegener Steifigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Dimensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien, äußerer Oberflächenerscheinung und Gleiteigenschaften in Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur, welche einen geringen linearen Ausdehnungskoeffizienten und ein geringes Verwerfen aufweist, nicht verwirklicht werden.
Wollastonit von dieser Art ist in einer Menge von 5 bis 170 Gewichtsteilen zusammengesetzt und vorzugsweise von 10 bis 100 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Harzkomponente in der Zusammensetzung gemäß dieser Erfindung.
Wenn Glasfasern, welche als faserige, anorganische Füllmaterialien gut bekannt sind, mit den Polyamiden in einem hohen Anteil zusammengesetzt werden, dann wird der Verzug des geformten Produktes ein Problem. Gemäß dieser Erfindung können jedoch Formmassenprodukte mit einem geringen Verzug geliefert werden trotz der Tatsache, dass ein faseriges Füllmaterial in einem hohen Anteil verwendet wird.
Man zieht es vor, dass der in dieser Erfindung verwendete faserige Wollastonit mit einem Haftvermittler auf der Basis von Titanat, Silan, Zirkonat oder mit anderen Haftvermittlern oder mit anderen Oberflächenbehandlungsarten behandelt wird. Es wird auch bevorzugt, dass die Wollastonitfasern mit Silanoberflächenbehandlungen behandelt werden, dies unter Einsatz von Aminosilan (γ-aminopropyltriethoxysilan) oder Epoxysilan (γ-glycidxypropylmethoxysilan). Die Menge der zuvor erwähnten Oberflächenbehandlungsstoffe liegt bei etwa 0,2–2,0 Gew.-% pro hundert Gewichtsteile des Wollastonits, mit einem größeren Vorzug bei 0,5–1,0 Gew.-%. Gemäß einem bevorzugten Behandlungsverfahren werden die Behandlungsstoffe zu den Wollastonitfasern hinzugefügt, gefolgt von einem Erhitzen und Trocknen, oder aber unbehandelte Wollastonitfasern werden mit einer Mischung von Polyamidharzen vermischt und die Behandlungsstoffe werden in den vorbestimmten Mengen zugemischt durch ein integrales Vermischen bei der Herstellung der Polyamidzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Polyamidzusammensetzung gemäß dieser Erfindung kann auch einen thermischen Stabilisator enthalten. Der thermische Stabilisator kann eine Zusammensetzung sein, welche Kupfer enthält, in welcher der Kupferanteil 10 bis 1000 ppm beträgt. Ein Kupferhalid, wie etwa Kupferjodid oder Kupferbromid, ist besonders wünschenswert. Eine Alkylhalogenverbindung wird normalerweise als thermischer Hilfsstabilisator hinzugefügt.
Weiterhin kann ein phenolhaltiges Antioxydationsmittel zu der Polyamidzusammensetzung dieser Erfindung hinzugefügt werden und ein Antioxydationsmittel sowie ein thermischer Stabilisator können in Verbindung miteinander verwendet werden.
Das phenolhaltige Antioxydationsmittel kann bestehen aus; Triethylenglycol-bis[3-(3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionat], 1,6-Hexandiol-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], Pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, 3,5-di-t-Butyl-4-hydroxybenzylphosphonatdiethylester, N,N'-Hexamethylenbis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamid), 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol und 3,9-bis[2-(3-(3-t-Butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)-propionyloxy)-1,1-dimethylethyl]-2,4,8,1-tetraoxaspiro[5,5]undekan. Unter diesen werden Pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat] und N,N'-Hexamethylenbis(3,5-di-tbutyl-4-hydroxyhydrocinnamid) bevorzugt.
Ein phosphorhaltiges oder schwefelhaltiges Aushilfsantioxydationsmittel kann zusammen mit dem Phenoloxydationsmittel hinzu gegeben werden. Das phosphorhaltige Aushilfsantioxydationsmittel kann sein; tris(2,4-di-t-Butylphenyl)phosphit, 2-[[2,4,8,10-tetrakis(1,1-Dimethylethyl)dibenzo [d,f][1,3,2] dioxaphosphebin 6-yl]oxy]-N,N-bis[2-[[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimethtylethyl)dibenzo[d,f][1,3,2] dioxaphosphebin 6-yl]oxy]-ethyl]ethanamin und bis(2,6-di-t-Butyl-4-methylphenyl)pentaerythroldiphosphit. Unter diesen wird 2-[[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimethtylethyl)dibenzo [d,f][1,3,2]dioxaphosphebin 6-yl]oxy]-N,N-bis[2-[[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimethtylethyl)dibenzo [d,f][1,3,2] dioxaphosphebin 6-yl]oxy]-ethyl]ethanamin bevorzugt.
Das schwefelhaltige Aushilfsantioxydationsmittel kann sein; 2,2-Thiodiethylen-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat] und tetrakis[Methylen-3-(dodecylthio)propionat]methan.
Die Polyamidzusammensetzung dieser Erfindung kann auch ein Hilfsmittel zur Abtrennung der Formen umfassen. Das Hilfsmittel zur Abtrennung der Formen kann eine Fettsäure sein, ein Fettester, ein Metallsalz einer Fettsäure und Mischungen derselben, Fettsäureether, Polyethylenwachse und Abkömmlinge derselben sowie verschiedene Typen von Monoamiden, Bisamiden und Bisharnstoff.
Die aromatische Zusammensetzung der Polyamide gemäß dieser Erfindung kann zu den zuvor erwähnten Komponenten hinzugefügt werden bis zu einem Ausmaß, welches die Eigenschaften derselben nicht beeinträchtigt, und gewöhnlich verwendete Zusatzstoffe, wie Stabilisatoren für die Wetterbeständigkeit, Feuer hemmende Zusatzstoffe, Weichmacher und Nukleierungsmittel können mit dem Polyamid zusammengemischt werden.
Die aromatische Polyamidzusammensetzung dieser Erfindung kann hergestellt werden, indem man das zuvor erwähnte aromatische Polyamid A, den Wollastonit B und weiterhin, wie gewünscht, die notwendigen Zusatzstoffe und/oder andere Harze zum Schmelzen bringt und vermischt. Es gibt keine besonderen Begrenzungen hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung. Zum Beispiel kann die Polyamidzusammensetzung hergestellt werden durch ein Verfahren wie etwa ein Zusammensetzen und Vermischen durch Kneten von Zusatzstoffen und/oder Harzen wie gewünscht, während das zuvor erwähnte aromatische Polyamid A und der Wollastonit B geschmolzen werden unter Verwendung einer Knetmischvorrichtung wie etwa einer aus einer zweiachsigen Schneckenpresse bestehenden Maschine.
Ein Formmassenprodukt mit der gewünschten Gestalt kann hergestellt werden aus der aromatischen Polyamidzusammensetzung gemäß dieser Erfindung unter Verwendung von in herkömmlicher Weise eingesetzten Schmelzformverfahren, zum Beispiel Strangpressverfahren, Druckpressverfahren oder Extrusionspressverfahren.
BEISPIELE
Die Erfindung versteht man besser durch Bezugnahme auf die folgenden Beispiele.
Wir werden jetzt diese Erfindung beschreiben, indem Beispiele dargestellt werden. Diese Erfindung ist jedoch nicht ausschließlich auf diese Beispiele begrenzt.
BEISPIELE 1 BIS 3 UND VERGLEICHENDE BEISPIELE 1 BIS 5
Das aromatische Polyamid und die in der Tabelle 1 gezeigten anorganischen Füllmaterialien wurden geschmolzen und in einer aus einer zweiachsigen Schneckenpresse bestehenden Maschine geknetet und mit Wasser gekühlt, danach wurden daraus Pellets hergestellt. Teststreifen für dieses Testverfahren wurden bei einer Formtemperatur von 150°C geformt unter Verwendung der Pellets, welche erzielt worden waren. Die Zugfestigkeit, die Zugbeanspruchung bis zum Dehnungsbruch, die Biegefestigkeit, der Biegemodul, die Izod Kerbfestigkeit und der Koeffizient der linearen Ausdehnung wurden bestimmt unter Verwendung der Teststreifen, welche geformt worden waren. Teststreifen von 75 mm × 125 mm × 3,2 mm wurden bei einer Formtemperatur von 150°C geformt unter Verwendung der Pellets, welche erzielt worden waren, und das Schrumpfmaß wurde unter Verwendung der Teststreifen bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
Das halbaromatische Nylon und die anorganischen Füllmaterialien, welche in den Beispielen und in den vergleichenden Beispielen verwendet wurden, waren wie folgt.
ANORGANISCHE FÜLLMATERIALIEN

A. Faseriger Wollastonit (Handelsname: Bistal W101; hergestellt von Otsuka Chemicals (Ltd.) Zahl der durchschnittlichen Länge: 20–35 μm; Zahl des durchschnittlichen Durchmessers: 2–5 μm, durchschnittliches Aussehensverhältnis: 4:1–14:1
B. Faseriger Wollastonit (Handelsname: Nyad G; hergestellt von der Nyco Company); Durchschnittliche Länge/durchschnittlicher Durchmesser: zeigt einen breiten Verteilungsbereich der Werte, welcher den in dieser Erfindung spezifizierten Bereich übersteigt. Durchschnittliches Aussehensverhältnis: 15:1
C. Kugelförmig gesinterter Ton (Handelsname: Translink 445; hergestellt von der Engelhard Company); Durchschnittlicher Durchmesser: 1,4 μm
D. Glasfasern (Handelsname: PPG3540; hergestellt von der PPG Company). Durchschnittliche Faserlänge: 3 mm, durchschnittlicher Faserdurchmesser: 10 μm. Aussehensverhältnis: 300:1

AROMATISCHE POLYAMIDE:
Halbaromatische Polyamide, bei denen 2-Methylpentamethylendiamin, Hexamethylendiamin und Terephthalsäure polymerisiert werden in Verhältnisanteilen von jeweils 25 Mol-%, 25 Mol-% und 50 Mol-% (Handelsname: HTN501; hergestellt von der Du Pont Company; Schmelzpunkt, 305°C; Glasübergangstemperatur, 125°C)
Die Bestimmungsverfahren waren wie folgt.
(Zugfestigkeit)
Bestimmt gemäß ASTM D638.
(Zugbeanspruchung bis zum Dehnungsbruch)
Bestimmt gemäß ASTM D638
(Biegefestigkeit)
Bestimmt gemäß ASTM D790.
(Biegemodul)
Bestimmt gemäß ASTM D790-92.
(Izod Kerbfestigkeit)
Bestimmt gemäß ASTM D256.
KOEFFIZIENT DER LINEAREN AUSDEHNUNG
Die Koeffizienten der linearen Ausdehnung in einem Temperaturbereich von –40°C bis 180°C wurden bestimmt unter Verwendung von ASTM Biegeteststreifen.
SCHRUMPFMASS BEIM FORMEN
Den Teststreifen, welche wie oben beschrieben erhalten worden sind, wurde es ermöglicht, während einer Zeitdauer von 48 Stunden bei 23°C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 50% zu stehen, danach wurden Bestimmungen durchgeführt während des Formens des Schrumpfmaßes F in die Richtung das Harzflusses und des Schrumpfmaßes V in einer Richtung senkrecht zu dem Harzfluss. Je näher der Wert von F/V sich dem Wert 1 nähert, desto weniger Verzug liegt bei dem Formmassenprodukt vor.
KOEFFIZIENT DER KINETISCHEN REIBUNG/ABRIEBVERLUSTE
Der Koeffizient der kinetischen Reibung bei den Teststäben für den Zugtest gemäß ASTM wurde gemessen durch die tatsächliche Entfernung nach 1 Stunde eines Reziprokgleittests unter den nachfolgenden Bedingungen:
Belastung: 2 kgf
Entfernung: 32,5 mm
Zeitzyklus: 1 sec
Testmaterial: SMC45
Der Abrieb und der Koeffizient der kinetischen Reibung wurden nach einer Dauer von 24 Stunden des Umdrehungsgleittestes mit einem Testgerät vom Umdrehungsreibungs- und Abrasionstyp unter den nachfolgenden Bedingungen gemessen:
Belastung: 20 kgf
Entfernung: 15 m/sec
TABELLE 1
Wenn man die Beispiele 1 bis 3 und die Vergleichenden Beispiele 2 bis 5 vergleicht, dann kann man sehen, dass Formmassenprodukte von überlegener Steifigkeit, Festigkeit und Zähigkeit geliefert werden können und dass halbaromatische Polyamidzusammensetzungen mit niedrigen Koeffizienten der linearen Ausdehnung geliefert werden können, wenn ein faseriger Wollastonit verwendet wird.
Wenn man das Beispiel 2 und das Vergleichende Beispiel 1 vergleicht, dann kann man sehen, dass die Steifigkeit, die Festigkeit und die Zähigkeit weiter verbessert werden können und dass ein extrem niedriger Wert für den Koeffizienten der linearen Ausdehnung erzielt werden kann bei der Verwendung des durch diese Erfindung spezifizierten Wollastonits.
Vergleicht man die Ergebnisse der Beispiele 1 und 2 mit denen des Vergleichenden Beispieles 5, dann kann man sehen, dass, obwohl es keine deutlichen Unterschiede in der Steifigkeit gab, ein geringerer Verzug vorhanden war in denjenigen Beispielen, in denen ein faseriger Wollastonit verwendet wurde.
BEISPIEL 4 UND VERGLEICHENDES BEISPIEL 6
Um die Wirkungen der Farbzusatzstoffe auf die Polyamidzusammensetzung für das Formen gemäß dieser Erfindung zu bestätigen, wurde eine Hauptcharge TiO₂ derart zubereitet, dass der TiO₂ Anteil in den geformten Produkten 0,08 Gew.-% sein würde, jeweils mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 2 und in dem Vergleichenden Beispiel 5 zusammengesetzt, und Teststäbe wurden wie in den obigen Beispielen geformt. Die physikalischen Eigenschaften der Teststäbe, welche durch die das TiO₂ enthaltende Zusammensetzung hergestellt worden war, wurden bestimmt und es wurde das Ausmaß der Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften (%) für die Teststäbe ermittelt, welche erhalten worden waren aus der Zusammensetzung, welche kein TiO₂ enthielt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2
Beim Vergleichen der Ergebnisse des Beispieles 4 mit denen des Vergleichenden Beispiels 6 kann man sehen, dass alle physikalischen Eigenschaften besser in dem Beispiel 4 aufrechterhalten wurden. Daraus ist es offensichtlich, dass die aromatische Polyamidzusammensetzung gemäß dieser Erfindung überlegene physikalische Eigenschaften sogar in mit Farbe versehenen Formmassenprodukten aufrechterhalten konnte.
BEISPIEL 5 UND VERGLEICHENDES BEISPIEL 7
Um die Wirkungen der Zugabe einer Formmassenzusammensetzung, welche man aus der Zurückführung von Formmassenartikeln der Polyamidzusammensetzung gemäß dieser Erfindung erzielte, auf die Eigenschaften solcher dem Recycling zugeführter Artikel zu bestätigen, wurden Teststäbe des Beispiels 2 und des Vergleichenden Beispiels 5 auf im Wesentlichen dieselbe Größe wie die Pellets pulverisiert und das pulverisierte Material wurde einem Spritzgießverfahren unter denselben Bedingungen unterworfen wie für das Formen der Teststäbe, auf diese Weise wurden die Teststäbe recycelt. Die physikalischen Eigenschaften der recycelten Teststäbe wurden bestimmt und es wurde die Rate der Aufrechterhaltung für die verschiedenen physikalischen Eigenschaften für die Teststäbe ermittelt, welche erhalten worden waren aus der Zusammensetzung vor der Pulverisierung und bevor sie recycelt wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
TABELLE 3
Beim Vergleichen dieser Ergebnisse des Beispieles 5 mit denen des Vergleichenden Beispiels 7 kann man sehen, dass eine überlegene Ausgewogenheit verschiedener Eigenschaften der Polyamidzusammensetzung in dem Beispiel 5 aufrechterhalten wird. Daraus ist es offensichtlich, dass überlegene Eigenschaften sogar in Formmassenprodukten aufrechterhalten werden können, welche zum Recycling verwendet werden.
Die aromatische Polyamidzusammensetzung dieser Erfindung kann Formmassenprodukte liefern, welche niedrige lineare Ausdehnungskoeffizienten, eine überlegene Steifigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Dimensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien, äußere Oberflächenerscheinung und Gleiteigenschaften in Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur aufweisen, und sie kann Formmassenprodukte liefern, welche ein geringes Verwerfen aufweisen.
Weiterhin kann die aromatische Polyamidzusammensetzung dieser Erfindung Formmassenprodukte liefern, von welchen ausgezeichnete Eigenschaften in recycelten Gegenständen aufrechterhalten werden, welche hergestellt werden unter Verwendung eines Wand- oder Kanalelementes, welches bei dem Einspritzen der Polyamidzusammensetzung hervorsteht, und in geformten Artikeln, sogar dann wenn dieselben gefärbt sind.

Claims

Aromatische Polyamidformmassen-Zusammensetzung, die umfasst: A. 100 Gewichtsteile eines halbaromatischen Polyamids mit einer aromatischen Monomerkomponente von mehr als 20 Mol-%, wobei das besagte Polyamid einen Schmelzpunkt aufweist, welcher größer ist als 280°C; und B. 5 bis 170 Gewichtsteile Wollastonit mit einer Zahl der durchschnittlichen Länge von 5 μm bis 180 μm und mit einer Zahl des durchschnittlichen Durchmessers von 0,1 μm bis 15,00 μm und mit einem durchschnittlichen Aussehensverhältnis von mehr als 3:1.
Aromatische Polyamidformmassen-Zusammensetzung, die umfasst: A. 100 Gewichtsteile eines halbaromatischen Polyamids, in dem (a) die Menge des aromatischen Monomers in der Monomerkomponente, welche das Polyamid bildet, größer als 20 Mol-% ist, wobei das Polyamid aufweist (b) eine Dicarboxylsäurekomponente, welche ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Terephthalsäure, aus einer Mischung einer Terephthalsäure und Isophthalsäure, bei welcher die Menge an Terephthalsäure in der Dicarboxylsäurekomponente größer als 40 Mol-% ist, aus einer Mischung von Terephthalsäure und Adipinsäure und aus einer Mischung von Terephthalsäure, Isophthalsäure und Adipinsäure, in welcher die Menge an Terephthalsäure in der Dicarboxylsäurekomponente größer als 40 Mol-% ist, und (c) eine Diaminkomponente, welche ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Hexamethylendiamin und aus einer Mischung von Hexamethylendiamin und 2-Methylpentamethylendiamin und (d) einen Schmelzpunkt aufweist, der größer ist als 280°C; und B. 5 bis 170 Gewichtsteile Wollastonit mit einer Zahl der durchschnittlichen Länge von annähernd 5 μm bis annähernd 180 μm und mit einer Zahl des durchschnittlichen Durchmessers von annähernd 0,1 μm bis annähernd 15,00 μm und mit einem durchschnittlichen Aussehensverhältnis von mehr als 3:1.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche weiterhin einen thermischen Stabilisator umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, welche weiterhin ein phenolhaltiges Antioxydationsmittel umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, welche weiterhin ein Aushilfsantioxydationsmittel umfasst, welches ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus phosphorhaltigen Antioxydationsmitteln und aus schwefelhaltigen Antioxydationsmitteln.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche weiterhin ein Hilfsmittel zur Formenabtrennung umfasst.