JP2005537375A - 熱可塑性ポリエステル成形材料 - Google Patents
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Abstract
本発明は、A)少なくとも145ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.9質量%、B)最大135ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.99質量%、C)少なくとも1種の核形成剤 0.01〜5質量%、D)少なくとも1種の潤滑剤 0〜5質量%およびE)他の添加剤 0〜70質量%を含有し、その際、成分A)〜E)の全質量%が100%である、熱可塑性成形材料に関する。
Description
本発明は、
A)少なくとも145ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.9質量%、
B)最大135ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.99質量%、
C)少なくとも1種の核形成剤 0.01〜5質量%、
D)少なくとも1種の潤滑剤 0〜5質量%、
E)他の添加剤 0〜70質量%
を含有し、その際、成分A)〜E)の質量%の合計は100%に達する、熱可塑性成形材料に関する。
A)少なくとも145ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.9質量%、
B)最大135ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.99質量%、
C)少なくとも1種の核形成剤 0.01〜5質量%、
D)少なくとも1種の潤滑剤 0〜5質量%、
E)他の添加剤 0〜70質量%
を含有し、その際、成分A)〜E)の質量%の合計は100%に達する、熱可塑性成形材料に関する。
さらに本発明は、熱可塑性ポリエステル成形材料の製造方法、および種々の繊維、フィルムおよび成形体を製造するための本発明による成形材料の使用、ならびにそれによって得られる本発明による成形体、特にヘッドライトカバーパネルに関する。
種々な粘度を有するポリエステルから成る混合物が公知である。しかしながら、加工の際に、しばしば安定性についての問題が生じ、この場合、多くの場合には、種々の安定化剤を添加する。自動車用ヘッドライトとして使用する場合には、高い熱形態安定性および寸法安定性に加えて、極めてわずかな曇り挙動が要求され、それとコスト省力的に金属処理されたプレフォームが望まれる。
曇り挙動は、ヘッドライトレンズの膜形成であると認識されており、この場合、これらは、ヘッドライトリフレクターまたはヘッドライトカバーパネルの熱負荷によって、揮発性固体成分の放出が生じうるためである。
従来、KFZ−分野で使用されてきたヘッドライトカバーパネルは、塊状成形コンパウンド(BMC)、熱プラスチック、たとえばポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアミド(PA6+PA66)、耐熱性ポリカーボネートから成る。
これらのパネルの欠点は、
BMCの場合には、工程における熱硬化適合の困難性による高い除去率、
PAの場合には、水の吸収による寸法安定性の欠如、
HT−PCおよびPCの場合には、金属処理前の成形生成物の予備処理の必要性、
ポリエーテルスルホンの場合にはかなりの高い密度、
である。
BMCの場合には、工程における熱硬化適合の困難性による高い除去率、
PAの場合には、水の吸収による寸法安定性の欠如、
HT−PCおよびPCの場合には、金属処理前の成形生成物の予備処理の必要性、
ポリエーテルスルホンの場合にはかなりの高い密度、
である。
したがって本発明の課題は、前記欠点を最小限にし、かつ容易に製造可能なポリエステル成形材料を提供することである。
本発明による方法によって、最初に定義された成形材料が見出された。好ましい実施態様については従属請求項に示した。
さらに曇り挙動をより減少させるための製造方法が見出され、この場合、これらの方法は、成分A〜Cならびに場合によってはDおよび/またはE)を混合し、水の存在下で配合し、脱蔵し、搬出し、冷却し、かつ造粒することを特徴とする。
成分(A)として、本発明による成形材料は10〜89.9質量%、好ましくは20〜85質量%および特に好ましくは30〜80質量%の熱可塑性ポリエステルを含有し、その際、これらのポリエステルは、少なくとも145ml/g、好ましくは少なくとも150ml/gおよび特に好ましくは少なくとも155ml/gの粘度数を有するものである。
一般に、ポリエステルA)としては、芳香族ジカルボン酸と1種の脂肪族または芳香族のジヒドロキシ化合物とをベースとするものを使用する。
好ましい第1の群のポリエステルは、ポリアルキレンテレフタレートであり、特に、アルコール部分中に2〜10個の炭素原子を有するものである。
このようなポリアルキレンテレフタレートは公知であり、かつ文献に記載されている。これらの主鎖は、芳香族ジカルボン酸に由来する芳香環を含有する。これらの芳香環は、さらに、たとえばハロゲン、たとえば塩素および臭素によってか、あるいはC1〜C4−アルキル基、たとえばメチル−、エチル−、i−またはn−プロピル−およびn−、i−またはt−ブチル基によって置換されていてもよい。
これらのポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸、そのエステルまたは他のエステル形成誘導体と、脂肪族ジカルボキシ化合物との反応によって、公知方法で製造することができる。
好ましいジカルボン酸として、2,6−ナフタリンジカルボン酸、テレフタル酸およびイソフタル酸またはこれらの混合物を挙げることができる。30モル%まで、好ましくは10モル%以下の芳香族ジカルボン酸を、脂肪族または脂環式ジカルボン酸、たとえばアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸およびシクロヘキサンジカルボン酸で置換することができる。
脂肪族ジヒドロキシ化合物として、2〜6個の炭素原子を有するジオール、特に1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよびネオペンチルグリコールまたはこれらの混合物が好ましい。
特に好ましいポリエステル(A)は、ポリアルキレンテレフタレートであり、この場合、これらは2〜6個の炭素原子を有するアルカンジオールに由来するものが挙げられる。これに関しては、特にポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートまたはこれらの混合物が好ましい。さらに好ましくはPETおよび/またはPBTであり、この場合、これらは1質量%まで、好ましくは0.75質量%までの1,6−ヘキサンジオールおよび/または2−メチル−1,5−ペンタンジオールを他のモノマー単位として含有する。
ポリエステル(A)の粘度数は、一般には0.5質量%溶液で、フェノール/o−ジクロロベンゼン混合物中で(質量比1:1、25℃)、ISO1628によって測定される。
好ましくは、15mval/kgを上廻る、特に好ましくは18mval/kgを上廻るカルボキシル末端基を有するポリエステルである。このようなポリエステルは、たとえば、DE−A4401055によって製造することができる。カルボキル末端基含量は、通常は、滴定法(たとえば電位差計)によって測定される。
さらに好ましくは、再利用されるPET材料(いわゆる屑−PET)を、場合によってはポリアルキレンテレフタレート、たとえばPBTとの混合物の形で使用される。
再利用とは、一般には以下のものであるとする:
1)いわゆるポスト工業的再利用物:これらは、重縮合または加工からの製造廃棄物、たとえば、射出成形からのスプルー、射出成形または押出成形からの出発材料、または押出成形されたシートまたはフィルムからのエッジトリムである。
2)ポスト消費者的再利用物;これらは、最終消費者によって使用された後のものを回収し、かつ処理したプラスチック製品である。量的な点で、ミネラルウオーター、ソフトドリンクおよびジューズのための吸込成形PET容器が容易である。
1)いわゆるポスト工業的再利用物:これらは、重縮合または加工からの製造廃棄物、たとえば、射出成形からのスプルー、射出成形または押出成形からの出発材料、または押出成形されたシートまたはフィルムからのエッジトリムである。
2)ポスト消費者的再利用物;これらは、最終消費者によって使用された後のものを回収し、かつ処理したプラスチック製品である。量的な点で、ミネラルウオーター、ソフトドリンクおよびジューズのための吸込成形PET容器が容易である。
双方のリサイクル技術は、粉砕物としてまたはペレットの形で使用することができる。ペレットの形の場合には、分離および精製された後の粗再利用物を、押出機中で溶融し、かつ造粒する。これは、通常、取り扱いを容易にし、易流動特性を促進し、かつ加工におけるさらなる工程のための容量の計量を容易にする。
この再利用物は、ペレットと同様に粉砕物として使用することも可能であり、その際、最大6mm、好ましくは5mmを下廻る稜の長さ(Kantenlaenge)を有していてもよい。
ポリエステルの加水分解が加工の際に(痕跡量の湿分によって)生じることから、再利用物を予め乾燥させることが望ましい。乾燥による残留湿分率は、好ましくは<0.2%、特に好ましくは<0.05%である。
他の群としては、完全芳香族ポリエステルが挙げられる。この場合、これらは芳香族ジカルボン酸および芳香族ジヒドロキシ化合物に基づくものである。
芳香族ジカルボン酸としては、すでにポリアルキレンテレフタレートに関して記載された化合物が適している。好ましくは、5〜100モル%のイソフタル酸と0〜95モル%のテレフタル酸との混合物であり、特に、約80%のテレフタル酸と20%のイソフタル酸との混合物から、これら双方の酸のほぼ等量までの混合物を使用する。
芳香族ジヒドロキシ化合物は、好ましくは一般式
これらの化合物の親物質としては、たとえば
ジヒドロキシジフェニル、
ジ−(ヒドロキシフェニル)アルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルフィド、
ジ−(ヒドロキシフェニル)エーテル、
ジ−(ヒドロキシフェニル)ケトン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホキシド、
α,α’−ジ−(ヒドロキシフェニル)−ジアルキルベンゼン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホン、ジ−(ヒドロキシベンゾイル)ベンゼン、
レゾルシンおよび
ヒドロキノンならびにその環−アルキル化または環−ハロゲン化誘導体が挙げられる。
ジヒドロキシジフェニル、
ジ−(ヒドロキシフェニル)アルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルフィド、
ジ−(ヒドロキシフェニル)エーテル、
ジ−(ヒドロキシフェニル)ケトン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホキシド、
α,α’−ジ−(ヒドロキシフェニル)−ジアルキルベンゼン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホン、ジ−(ヒドロキシベンゾイル)ベンゼン、
レゾルシンおよび
ヒドロキノンならびにその環−アルキル化または環−ハロゲン化誘導体が挙げられる。
特に、
4,4’−ジヒドロキシジフェニル、
2,4’−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、
α,α’−ジ−(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、
2,2−ジ−(3’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパンおよび
2,2−ジ−(3’−クロロ−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
ならびに特に
2,2−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ジ−(3’,5−ジクロロジヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
3,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンおよび
2,2−ジ(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
またはこれらの混合物が好ましい。
4,4’−ジヒドロキシジフェニル、
2,4’−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、
α,α’−ジ−(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、
2,2−ジ−(3’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパンおよび
2,2−ジ−(3’−クロロ−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
ならびに特に
2,2−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ジ−(3’,5−ジクロロジヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
3,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンおよび
2,2−ジ(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
またはこれらの混合物が好ましい。
ポリアルキレンテレフタレートと完全芳香族ポリエステルとの混合物が使用できることは自明である。これらは、一般に、ポリアルキレンテレフタレート20〜98質量%および完全芳香族ポリエステル2〜80質量%を含有する。
さらにポリエステルブロックコポリマー、たとえばコポリエーテルエステルが使用できることは自明である。このような型の生成物は公知であり、かつたとえば、文献中でUS−A3651014に記載されている。さらに、相当する生成物は、たとえばHytrel(R)(DuPont)から入手可能である。
成分B)として、本発明による成形材料は10〜89.9質量%、好ましくは20〜85質量%および特に30〜80質量%の熱可塑性ポリエステルを、最大135ml/g、好ましくは最大133ml/g、および特に最大130ml/gの粘度数で含有する。
成分B)の構成および製造は、成分A)の記載に相当し、したがって詳細についてはこれらの記載に示す。
ポリエステルBのVZは、一般には、フェノール/o−ジクロロベンゼン混合物中で(1:1の質量比、25℃でISO1628による)の0.5質量%溶液で、測定することができる。成分B)のVZは、少なくとも90ml/g、好ましくは少なくとも100ml/gおよび特に好ましくは107ml/gである。
特に好ましいA)とB)との比は、70:30〜30:70であり、特に好ましくは40:60〜60:40である。
A)とB)とのVZの差は、好ましくは10ml/g、特に好ましくは25〜35ml/gである。
成分B)のカルボキシル基含量は、好ましくは30mval/kgまで、かつ特に28mval/kgまでである。
特に好ましい混合物は、PBTを有するPETであり、かつ成分A)およびB)としてのPBTである。
成分C)として、本発明による成形材料は0.01〜5質量%、好ましくは0.05〜1質量%および特に好ましくは0.1〜0.5質量%の核形成剤を含有する。
核形成剤として、本発明においてはすべての公知の化合物、たとえばホウ素化合物、たとえば窒化ホウ素、ケイ酸、顔料、たとえばHeliogenblau(R)(銅フタロシアニン顔料;BASF Aktiengesellscahftの登録商標)、カーボンブラック、硫酸マグネシウム、雲母、酸化マグネシウム、二酸化チタンのルチル型およびアナタース型を使用することができる。
特に、核形成剤としてタルクが使用され、この場合、これらは、式Mg3[(OH)2/SiO4O10]または3MgO・4SiO2・H2Oの水和ケイ酸マグネシウムである。これらのいわゆる3層−フィロシリケートは、三斜晶、単斜晶または菱形の結晶構造および層板状の外観を有する。他の微量元素として、Mn、Ti、Cr、Ni、NaおよびKが存在し、その際、OH−基は部分的にフッ素によって置換されていてもよい。
特に好ましくはタルクを使用し、この場合、これらは100%まの粒径が<20μmである。粒度分布は、通常は、沈降分析によって測定され、かつ好ましくは以下のとおりである:
<20μm 100質量%
<10μm 99質量%
<5μm 85質量%
<3μm 60質量%
<2μm 43質量%
このような型の生成物は、Micro−Talc I.T.extra(Norwegian Talc Minerals)が商業的に入手可能である。
<20μm 100質量%
<10μm 99質量%
<5μm 85質量%
<3μm 60質量%
<2μm 43質量%
このような型の生成物は、Micro−Talc I.T.extra(Norwegian Talc Minerals)が商業的に入手可能である。
成分D)として、本発明による成形材料は0〜5質量%、好ましくは0.01〜5質量%、より好ましくは0.05〜1質量%、および特に好ましくは0.1〜0.5質量%の少なくとも1種の潤滑剤を含有する。好ましい潤滑剤は、10〜40個、好ましくは16〜22個の炭素原子を有する飽和または不飽和の脂肪族カルボン酸と、2〜40個、好ましくは2〜6個の炭素原子を有する飽和脂肪族アルコールまたはアミンとのエステルまたはアミドを含有する。
カルボン酸は、一塩基性または二塩基性であってもよい。例としてはペラルゴン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、マーガリン酸、ドデカン二酸、ベヘン酸および特に好ましくはステアリン酸、カプリン酸ならびにモンタン酸(30〜40個の炭素原子を有する脂肪酸の混合物)を挙げることができる。
脂肪族アルコールは、一価〜四価のアルコールであってもよい。アルコールの例としてはn−ブタノール、n−オクタノール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリットであり、その際、エチレングリコール、グリセリンおよびペンタエリトリットが好ましい。
脂肪族アミンは、一官能性〜三官能性のアミンであってもよい。これについての例は、ステアリルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジ(6−アミノヘキシル)アミンであり、その際、エチレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミンが特に好ましい。好ましいエステルまたはアミドは、相当するグリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、エチレンアジミンジステアレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリントリラウレート、グリセリンモノベヘネートおよびペンタエリトリットテトラステアレートである。
さらに種々のエステルまたはアミドの混合物であるか、あるいはエステルとアミドとの混合物を、任意の好ましい混合比で、組合せ物で使用することが可能である。
本発明の成形材料は、70質量%まで、好ましくは40質量%まで、特に30質量%までの他の添加剤E)を含有していてもよい。
他の添加剤E)は、たとえば40質量%まで、好ましくは30質量%までの量の弾性ポリマーである(しばしば耐衝撃剤、エラストマーまたはゴムと呼称される)。
一般にコポリマーは、少なくとも2種の以下のモノマーから構成されることが好ましい:エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソブテン、イソプレン、クロロプレン、ビニルアセテート、スチレン、アクリルニトリルおよびアルコール成分中に1〜8個の炭素原子を有するアクリル−またはメタクリル酸エステル。
このような型のポリマーの例は、たとえばHouben−Weyl、Methoden der organischen Chemie,Bd.14/1(Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961)に記載されている、C.B.Bucknallの論文「Toughened plastics」の第392頁〜406頁に記載されている。
以下において、このようなエラストマーの好ましい型を示す。
このようなエラストマーの好ましい型は、いわゆるエチレンプロピレンゴム(EPM)またはエチレン−プロピレン−ジエン−ゴム(EPDM)である。
EPM−ゴムは、一般には、特に二重結合が残留するものではないが、その一方でEPDM−ゴムは、1〜20個の二重結合/100炭素原子を有していてもよい。
EPDMゴムのためのジエン−モノマーとしては、たとえば共役ジエン、たとえばイソプレンおよびブタジエン、5〜25個の炭素原子を有する非共役ジエン、たとえばペンタ−1,4−ジエン、ヘキサ−1,4−ジエン、ヘキサ−1,5−ジエン、2,5−ジメチルヘキサ−1,5−ジエンおよびオクタ−1,4−ジエン、環式ジエン、たとえばシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエンおよびジシクロペンタジエン、さらにはアルキルノルボルネン、たとえば5−エチリジン−2−ノルボルネン、5−ブチリジン−2−ノルボルネン、2−メタリル−5−ノルボルネンおよび2−イソプロペニル−5−ノルボルネン、およびトリシクロジエン、たとえば3−メチル−トリ−シクロ(5.2.1.0.2.6)−3,8−デカジエン、またはその混合物が挙げられる。好ましくはヘキサ−1,5−ジエン、5−エチリデンノルボルネンおよびジシクロペンタジエンである。EPDM−ゴムのジエン含量は、ゴムの全質量に対して、好ましくは0.5〜50質量%、特に1〜8質量%である。
EPM−ゴムまたはEPDM−ゴムは、反応性カルボン酸またはその誘導体とグラフトされていてもよい。これに関しては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸およびその誘導体、たとえばグリシジル(メト)アクリレート、ならびにマレイン酸無水物が挙げられる。
好ましいゴムの他の群は、エチレンとアクリル酸および/またはメタクリル酸とのコポリマー、および/またはこれらの酸エステルとのコポリマーである。さらに、ゴムはジカルボン酸、たとえばマレイン酸およびフマル酸またはこれらの酸の誘導体、たとえばエステルおよび無水物、および/またはエポキシ−基含有モノマーを含有していてもよい。これらのジカルボン酸誘導体またはエポキシ基含有モノマーは、好ましくはゴム中に導入され、この場合、これらは、モノマー混合物に、ジカルボン酸基またはエポキシ基を有する、一般式(I)または(II)または(III)または(IV)のモノマーを添加することによっておこなわれる:
好ましくは、基R1〜R9は水素を示し、その際、mは0または1であり、かつgは1である。相当する化合物はマレイン酸、フマル酸、マレイン酸無水物、アリルグリシジルエーテルおよびビニルグリシジルエーテルである。
式I、IIおよびIVの好ましい化合物は、マレイン酸、マレイン酸無水物およびエポキシ基−含有アクリル酸および/またはメタクリル酸のエステル、たとえばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、および三級アルコールとのエステル、たとえばt−ブチルアクリレートである。後者は、さらに遊離カルボキシ基を含まないものであるが、しかしながらその性質においては遊離酸に近く、したがって、モノマーとして潜在的にカルボキシル基を有するものであるといえる。
好ましくは、50〜98質量%のエチレン、0.1〜20質量%のエポキシ基含有モノマー、および/またはメタクリル酸および/または酸無水物基含有モノマー、残りは(メト)アクリル酸エステルであるコポリマーから構成される。
特に好ましいコポリマーは、
50〜98質量%、特に55〜95質量%のエチレン、
0.1〜40質量%、特に0.3〜20質量%のグリシジルアクリレートおよび/またはグリシジルメタクリレート、(メト)アクリル酸および/またはマレイン酸無水物、および
1〜45質量%、特に10〜40質量%のn−ブチルアクリレートおよび/または2−エチルヘキシルアクリレート
から成るコポリマーである。
50〜98質量%、特に55〜95質量%のエチレン、
0.1〜40質量%、特に0.3〜20質量%のグリシジルアクリレートおよび/またはグリシジルメタクリレート、(メト)アクリル酸および/またはマレイン酸無水物、および
1〜45質量%、特に10〜40質量%のn−ブチルアクリレートおよび/または2−エチルヘキシルアクリレート
から成るコポリマーである。
さらに好ましいアクリル酸および/またはメタクリル酸エステルは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、およびi−またはt−ブチルエステルである。
さらに、ビニルエステルおよびビニルエーテルをコモノマーとして使用することもできる。
前記エチレンコポリマーは、公知の方法によって製造されてもよく、好ましくは高い圧力およびより高い温度下でのランダム共重合によって製造することができる。適した方法は一般に知られている。
好ましいエラストマーはさらに乳化ポリマーであり、この場合、これらは、たとえばBlackleyによる文献「Emulsion Polymerization」で記載されている。使用される乳化剤および触媒は公知である。
原則として均質な構造を有するエラストマーか、あるいは殻構造を有するこのようなエラストマーを使用することができる。殻構造は、たとえば、個々のモノマーの一連の付加によって定められる。さらに、ポリマーの形態は、これらの一連の付加に依存する。
エラストマーのゴム部分の製造のための前記モノマーとしては、たとえばアクリレート、たとえばn−ブチルアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレート、相当するメタクリレート、ブタジエンおよびイソプレンならびにこれらの混合物を挙げることができる。これらのモノマーは、他のモノマー、たとえばスチレン、アクリルニトリル、ビニルエーテルと、他のアクリレートまたはメタクリレート、たとえばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレートおよびプロピルアクリレートコポリマと一緒に共重合されてもよい。
エラストマーの軟質−またはゴム相は(0を下廻るガラス転移温度を有するもの)、芯、外殻または中間の殻を有する(2個を上廻る殻を有する構造のエラストマーの場合)。エラストマーが1個以上の殻を有する場合には、さらに1個以上の殻がゴム相から構成されていてもよい。
ゴム相に加えて、さらに1種またはそれ以上の硬質成分(20℃を上廻るガラス転移温度を有するもの)がエラストマー構造に包含される場合には、これらは一般には、スチレン、アクリロ二トリル、メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、たとえばメチルアクリレート、エチルアクリレートまたはメチルメタクリレートを、主要モノマーとして重合することによって製造する。さらに、極めて小さい割合の他のコモノマーを使用することもできる。
いくつかの場合において、表面に対して反応性の基を有する乳化ポリマーを使用することは、有利である。このような型の基は、たとえばエポキシ−、カルボキシル−、潜在的カルボキシル−、アミノ−またはアミド基ならびに、一般式
R10は水素またはC1〜C4−アルキル基であり、
R11は水素、C1〜C8−アルキル基またはアリール基、特にフェニル基であり、
R12は水素、C1〜C10−アルキル、C6〜C12−アリール基または−OR13であり、
R13はC1〜C8−アルキル−またはC6〜C12−アリール基であり、この場合、これらは、場合によってはO−またはN−含有基で置換されていてもよく、
Xは化学結合、C1〜C10−アルキレン−またはC6〜C12−アリーレン基であるか、あるいは
さらに、EP−A208187では、グラフトモノマーが、反応基を表面で導入するのに適していることが記載されている。
他の例として、さらにアクリルアミド、メタクリルアミドおよび置換されたアクリル酸またはメタクリル酸エステル、たとえば(N−t−ブチルアミノ)−エチルメタクリレート、(N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリレート、(N,N−ジメチルアミノ)−メタクリレートおよび(N,N−ジエチルアミノ)エチルアクリレートが挙げられる。
さらに、ゴム相の粒子を架橋することができる。架橋剤として作用するモノマーは、たとえば、ブタ−1,3−ジエン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレートおよびジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレートならびにEP−A50265で記載された化合物である。
さらに、いわゆるグラフト架橋されたモノマー(グラフト結合モノマー)を使用することができ、この場合、これらは、重合の際に異なる速度で反応する、2個またはそれ以上の重合可能な二重結合を有するモノマーである。好ましくは、少なくとも1種の反応性の基で、他のモノマーとほぼ同じ速度で重合する一方で、他の反応性の基(または複数個の反応性の基)を、たとえば、顕著にゆっくりと重合させるこのような化合物を使用する。この異なる重合速度は、ゴム中の不飽和二重結合の特定の割合を増加させる。その後に、このようなゴム上に他の相をグラフトした場合には、ゴム中に存在する少なくともいくつかの二重結合を、グラフトモノマーと反応させ、化学結合を形成し、たとえばグラフトされた相は、グラフトベースに対して少なくともいくつかの度合いでの化学結合を有する。
このようなグラフト結合されたモノマーの例は、アリル基含有モノマー、特にエチレン性不飽和カルボン酸のアリルエステル、たとえばアリルアクリレート、アリルメタクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレートおよびジアリルイタコネートまたはこれらのジカルボン酸の相当するモノアリル化合物である。さらに、多くの他の適したグラフト架橋モノマーを挙げてもよく、より詳細には、たとえばUS−A 4148846に示されている。
一般に、これらの架橋されたモノマー部分は、耐衝撃性に改質化されたポリマーに対して、5質量%まで、好ましくは3質量%未満の割合で存在する。
多殻の構造を有するグラフトポリマーの代わりに、さらに、均質な、たとえばブタ−1,3−ジエン、イソプレンおよびn−ブチルアクリレートまたはこれらのコポリマーから成る単殻のエラストマーを使用することもできる。さらにこれらの生成物は、架橋モノマーまたは反応性の基を有するモノマーを一緒に使用することによって製造することができる。
たとえば、好ましいエマルションポリマーは、n−ブチルアクリレート/(メト)アクリル酸−コポリマー、n−ブチルアクリレート/グリシジルアクリレート−またはn−ブチルアクリレート/グリシジルメタクリレート−コポリマー、n−ブチルアクリレートから成るかあるいはブタジエンに基づく内部核と、前記コポリマーから成る外殻とを有するグラフトポリマー、およびエチレンと反応性基を提供するコモノマーとのコポリマーである。
さらにエラストマーは、他の通常の方法、たとえば懸濁重合によって製造することができる。
シリコーンゴムは、たとえばDE−A3725576、EP−A235690、DE−A3800603およびEP−A319290に記載されている。
さらに、前記ゴムの型の混合物を使用することは可能である。
繊維または粒子充填材料(成分E)は、炭素繊維、ガラス繊維、ガラスビーズ、非晶質シリカ、アスベスト、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、チョーク、粉末石英、雲母、硫化バリウムおよび長石が挙げられ、この場合、これらは50質量%まで、好ましくは1〜50質量%、特に5〜40質量%および特に好ましくは15〜35質量%の量で使用する。
好ましい繊維充填材料としては炭素繊維、アラミド繊維およびチタン酸カリウム繊維が挙げられ、特に、E−ガラスとしてのガラス繊維は好ましい。これらは、ロービングまたは商業的に入手可能な形での切削ガラスとして、市販の形で使用することができる。
繊維形状の充填材料は、熱プラスチックとの相容性を改善させるために、シラン化合物で表面を処理する。
適したシラン化合物は、一般式
好ましいシラン化合物は、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、およびアミノブチルトリエトキシシランならびに置換基Xとしてグリシジル基を含有する相当するシランである。
シラン化合物は、一般には表面処理のために、0.05〜5、好ましくは0.5〜1.5および特に好ましくは0.8〜1質量%の量で(Cに対して)使用される。
さらに針状の無機充填材料が適している。
針状の無機充填材料に関しては、本発明の範囲内では、強く特徴的な針状の無機充填材料であると理解される。例としては針状ケイ灰石が挙げられる。好ましくは、鉱物はL/D−(長さ/直径)比8:1〜35:1、好ましくは8:1〜11:1を有する。無機充填剤は、場合によっては、前記に示されたシラン化合物で予備処理されるが、しかしながら前処理は必要なものではない。
他の充填材料として、カオリン、か焼されたカオリン、ケイ灰石、タルクおよびチョークが挙げられる。
添加されてもよい他の着色剤は、無機顔料、たとえばウルトラマリンブルー、酸化鉄、二酸化チタン、硫酸亜鉛およびカーボンブラック、さらに有機顔料、たとえばフタロシアニン、キナクリドン、ペリーレンならびに染料、たとえばニグロシンおよびアントラキノンである。当業者に公知の任意の耐炎剤も添加することができる。
可塑剤のための例としては、フタル酸ジオクチルエステル、フタル酸ジベンジルエステル、フタル酸ブチルベンジルエステル、炭化水素油、N−(n−ブチル)ベンゼンスルホンアミドが挙げられる。
本発明による熱可塑性成形材料は、当業者に公知の方法によって、通常の混合装置、たとえばスクリュー押出機、ブラベンダーミルまたはバンバリーミル中を用いて、出発材料を混合し、その後に押し出すことによって製造されてもよい。押出後に、押出物を冷却し、かつ粉砕した。さらに個々の成分を予め混合し、その後に残りの出発材料を別個に添加するか、および/または同様に混合する。好ましい実施態様において、特に成分A)およびB)はペレットの形で混合することができる。
特に好ましい製造方法は、付加的に曇り傾向を減少させるものであって、かつ成分A)〜C)ならびに場合によってはD)および/またはE)を混合し、水の存在下で配合し、かつ脱蔵し、搬出し、冷却し、かつ造粒する。好ましくは、成分A)およびB)の100質量%に対して0.1〜2質量%、好ましくは0.1〜1.5質量%の量で水を添加する。
予め均質化された他の成分の溶融物に対して、水を添加することが好ましい。混合温度は、一般には230〜290℃である。
好ましい実施態様にしたがって、成分C)〜E)を、ポリエステルプレポリマーA)またはB)と混合し、配合し、かつペレット化した。得られたペレットをその後に、固相中で不活性ガス下で、連続的または回分的に、成分A)またはB)の溶融温度を下廻る温度で、好ましい粘度が得られるまで冷却した。
本発明による熱可塑性成形材料は、良好な寸法安定性および高い耐熱性ならびにわずかな曇りの程度を有する。したがって、これらは特に、KFZ−範囲での使用について適しており、その際、特に好ましい使用としてヘッドライトカバーパネルが挙げられる。
実施例
成分A:157ml/gの粘度数(VZ)および33mval/kgのカルボキシ末端基含量を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)(フェノール/o−ジクロロベンゼンの0.5質量%濃度溶液中で測定されたVZ、1:1−混合物、25℃、ISO1628による)
成分B:130ml/gの粘度数(VN)および25mval/kgのカルボキル末端基含量を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)(フェノール/o−ジクロロベンゼンの0.5質量%濃度溶液中で測定されたVZ、1:1−混合物、25℃、ISO1628による)
成分C:タルク
成分D1:グリセリンジステアレート(Loxiol(R) VPG 1206、Cognis GmbH)
成分D2:脂肪酸とのトリグリセリド(Loxiol(R) EP218、Cognis GmbH)
成分E1:20質量%のカーボンブラック(メジアン粒径d50<20μm)および80質量%のPBTからのバッチ、VZ 130ml/g
成分E2:40質量%のカーボンブラックおよび60質量%のポリエチレンからのバッチ。
成分A:157ml/gの粘度数(VZ)および33mval/kgのカルボキシ末端基含量を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)(フェノール/o−ジクロロベンゼンの0.5質量%濃度溶液中で測定されたVZ、1:1−混合物、25℃、ISO1628による)
成分B:130ml/gの粘度数(VN)および25mval/kgのカルボキル末端基含量を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)(フェノール/o−ジクロロベンゼンの0.5質量%濃度溶液中で測定されたVZ、1:1−混合物、25℃、ISO1628による)
成分C:タルク
成分D1:グリセリンジステアレート(Loxiol(R) VPG 1206、Cognis GmbH)
成分D2:脂肪酸とのトリグリセリド(Loxiol(R) EP218、Cognis GmbH)
成分E1:20質量%のカーボンブラック(メジアン粒径d50<20μm)および80質量%のPBTからのバッチ、VZ 130ml/g
成分E2:40質量%のカーボンブラックおよび60質量%のポリエチレンからのバッチ。
成形材料の製造
成分A)〜E)を混合し、ホモジナイズし、造粒し、かつ押出機中で260℃で乾燥させた。その際、量的割合は表中に示した。成分A)およびB)は、RTでペレットの形で予め混合した。
成分A)〜E)を混合し、ホモジナイズし、造粒し、かつ押出機中で260℃で乾燥させた。その際、量的割合は表中に示した。成分A)およびB)は、RTでペレットの形で予め混合した。
以下の測定をおこなった。
耐衝撃性を、23℃でISO179/leUにしたがって測定した。弾性率はISO527−2にしたがって測定した。
耐熱性は、ISO75AおよびISO75Bにしたがって測定し、かつビカー軟化温度をISO306にしたがって測定した。
沈着物形成(フォギング)は、以下のようにして測定した:
装置は、金属箱(I=100mm;b=72mm、h=120mm)から構成され、その底部で、それぞれH1(24V、60W)バルブと左側および右側の双方で連結されている。これらは、0〜30Vに調整可能な、10A−電源器具と連結されている。
装置は、金属箱(I=100mm;b=72mm、h=120mm)から構成され、その底部で、それぞれH1(24V、60W)バルブと左側および右側の双方で連結されている。これらは、0〜30Vに調整可能な、10A−電源器具と連結されている。
ランプ上部に2mm厚の金属プレートを置いた。試験室内に温度センサーを取り付け、かつ内部の温度を調整した。金箱は約4mm厚のガラス板でカバーした。
ペレット(10g)または試料片(30x60x2mm、260℃の材料温度および60℃の加工温度で製造した)を、装置中で200℃に加熱し、かつ1時間に亘って200℃に保持した。装置のガラスのカバーを、試験開始時および終了時に、冷却後に計量した。質量の差は、曇り−沈着物に相当する。
成形材料の組成および測定結果は第1表に示す。
水を含む成形材料の製造方法
成分A)〜E)は、第2表に示された量的割合で、前記のように配合した。例Iは、水を添加することなく、かつ例II、III、IVは0.5%、1%および1.5%の水で実施した(使用された全量に基づいて、成分A)およびB)の全量100質量%)。材料を、ポンプを用いて成分A)〜E)の溶融物に添加した。
成分A)〜E)は、第2表に示された量的割合で、前記のように配合した。例Iは、水を添加することなく、かつ例II、III、IVは0.5%、1%および1.5%の水で実施した(使用された全量に基づいて、成分A)およびB)の全量100質量%)。材料を、ポンプを用いて成分A)〜E)の溶融物に添加した。
沈着の程度は、ペレット1については視覚的に、かつ2については以下の方法で測定した:
装置は、金属箱(I=100mm;b=72mm;h=120mm)から構成されており、その底部でそれぞれ左側および右側でH1(24V、60W)−バルブを有していた。これらは、0〜30Vに調節可能な、10A−電源器具と連結されていた。
装置は、金属箱(I=100mm;b=72mm;h=120mm)から構成されており、その底部でそれぞれ左側および右側でH1(24V、60W)−バルブを有していた。これらは、0〜30Vに調節可能な、10A−電源器具と連結されていた。
ランプ上部に、2mm厚の金属プレートが配置された。試験室には温度センサーが取り付けられており、内部の温度を調整した。金属箱を約4mm厚のガラスプレートでカバーした。
ペレット(10g)または試験片(30x60x2mm、260℃の溶融温度で製造され、かつ成形温度は60℃であった)を、200℃に装置中で加熱し、かつ1時間に亘って200℃を維持した。装置のガラスカバーを、試験開始時および終了時に、冷却後に計量した。質量の差は、曇り−沈着物に相当する。
成形材料の組成および測定結果は第2表に示す。
Claims (11)
- A)少なくとも145ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.9質量%、
B)最大135ml/gの粘度数(VZ)を有する熱可塑性ポリエステル 10〜89.99質量%、
C)少なくとも1種の核形成剤 0.01〜5質量%、
D)少なくとも1種の潤滑剤 0〜5質量%、
E)他の添加剤 0〜70質量%
を含有し、その際、成分A)〜E)の全質量%が100%になる、熱可塑性成形材料。 - A)10〜89.9質量%、
B)10〜89.9質量%、
C)0.01〜5質量%、
D)0.01〜5質量%
を含有する、請求項1に記載の熱可塑性成形材料。 - 成分B)が少なくとも90ml/gのVZを有する、請求項1または2に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分C)がタルクを含有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分A)が15mval/kgを上廻るカルボキシル末端基含量を有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分B)が30mval/kgを下廻るCOOH−末端基含量を有する、請求項1から6までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分A)〜成分C)ならびに場合によってはD)および/またはE)を混合し、水の存在下で配合し、脱蔵し、運搬し、冷却し、かつ造粒することを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料の製造方法。
- 水0.1〜2質量%を、成分A)およびB)100質量%に対して使用する、請求項7に記載の方法。
- 成形体、シートまたは繊維を製造するための、請求項1から6までのいずれか1項に記載の成形材料の使用。
- 請求項1から6までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料から得られるか、あるいは請求項7および8に記載の製造条件によって得ることが可能な成形体。
- 請求項1から6までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料から得られる、ヘッドライトカバーパネル。
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