NL8402810A - Verbeteringen in of met betrekking tot polyestervormmaterialen. - Google Patents

Description

φ.- i //-1- i/

Verbeteringen in of met betrekking tot polyestervormmaterialen.

De uitvinding heeft betrekking op polyester-materialen, in het bijzonder die, gebaseerd op polyethyleen-tereftalaat (PET).

De combinatie van PET met hoog moleculair poly-5 caprolacton en geschikte kernvormingsmiddelen, als beschreven in aanvraagsters Britse octrooiaanvrage S3,19627 geeft een vormmateriaal met superieure vormlos en lagere vormtampera-tuur eisen en ook een superieure slagvastheid, in het bijzonder in materialen met glasvezelvulling. Verdere verlaging van 10 de vormtemperatuur, nodig voor glasachtige vormelingen, kan worden verkregen door het toevoegen van geschikte weekmakers, maar deze veroorzaken in het algemeen een daling van de slagvastheid. Dibenzyladipaat, dibenzylazelaat, neopentylglycoldi-benzoaat en polyethyleenglycol bijvoorbeeld zijn alle geschik-15 te weekmakers, die de vormtemperatuur van de glasachtige vormelingen verlagen, maar ze verlagen ook de slagvastheid van de aldus verkregen vormeling.

Het is dus ®er gewenst een methode te vinden voor verlagen van de vormtemperatuur zonder een daaraan ge-20 koppelde verlaging van de slagvastheid.

EP 073 042 beschrijft de toepassing van geëpoxy-deerde weekmakers voor verbeteren van het vormvermogen van PET materialen en suggereert, dat deze een synergistisch effect hebben met bepaalde kern-vormingsmiddelen, inclusief 25 natriumstearaat. Er is in dit octrooischrift ook een bespreking met betrekking tot slagvastheden en geen vermelding van de toepassing van polycaprolactonen.

Volgens de uitvinding bevat een polyestervorm-materiaal polyethyleentereftalaat of een polyester, die ten 30 minste 80 % recurente polyethyleentereftalaateenheden, poly-caprolacton met een getaljgemiddeld molecuulgewicht boven 10.000, een kernvormingsmiddel voor kristallisatie van het 8402810 i \ /* - 2 - polyethyleentereftalaat en een geëpoxydeerd onverzadigd triglyceride met ten minste één epoxyde-groep bevat.

Het geëpoxydeerde onverzadigde triglyceride functioneert als weekmaker voor verbeteren van de vormbaarheid 5 van de samenstelling, maar gevonden werd, dat bij toepassen in deze materialen tezamen met het hoogmoleculaire polycapro- lacton deze verbindingen de slagvastheid van de samenstelling wat verder verbeteren, een effect dat tegengesteld is dót,Jnormaal bij een dergelijke toepassing van weekmaker wordt verkregen.

10 Het geëpoxydeerde onverzadigde triglyceride kan een individuele verbinding of mengsel van verbindingen zijn. Voorbeelden van onverzadigde triglyceriden, die geëpoxydeerd kunnen worden, omvatten lijnolie, sojabonenolie, zonnebloem-zaadolie, saffloerolie, hennepzaadolie, Chinese houtolie, 15 oiticica-olie·, maisolie, sesamolie, katoenzaadolie, ricinusolie, olijfolie, pindanootolie, raapolie, cocosnootolie, babas-su-olie, palmolie en dergelijke.

Het verdient de voorkeur, dat het geëpoxydeerde onverzadigde triglyceride betrekkelijk niet vluchtig is, van-20 wege de verwerkingsomstandigheden, die worden toegepast voor het compounderen van de PET samenstelling. Bij voorkeur is het molecuulgewicht van het geëpoxydeerde onverzadigde triglyceride ten minste 400.

Het bijzonder geprefereerde triglyceride is 25 mono-geëpoxydeerde sojabonenolie.

Het materiaal kan een versterkende vezel bevatten, bijvoorbeeld korte lengten versterkende vezel, zoals glasvezel , hoewel andere typen vezel, die bestand zijn tegen de verwerkingsomstandigheden waaraan het materiaal wordt blootge-30 steld, kunnen worden gebruikt.

Het kemvormingsmiddel kan ofwel een metaalzout van een organisch zuur, bijvoorbeeld een metaalstearaat, acetaat of benzoaat zijn, of een fijnverdeeld materiaal, dat niet smelt bij of beneden het smeltpunt van polyethyleanterefta-35 laat, bijvoorbeeld microtalk. Het geprefereerde kernvormings- middel is een groep i metaalstearaat, of microtalk met een deel- 84 0 2 8 1 0 ___ ___- —— .-3- tjssgrootte kleiner dan 20 micron.

Bij voorkeur is het X metaal stearaat natrium-stearaat, dat een bekend kemvormingsmiddel is voor poly-ethyleentereftalaat en een gemakkelijker kernvorming van de 5 polyester geeft. Het kemvormingsmiddel wordt bij voorkeur toegepast in een hoeveelheid van niet meer dan 1 gew.% van het materiaal, in het bijzonder in het traject van 0,1 tot 0,7 gew.%. Wanneer echter een fijnverdeeld vast kemvormingsmiddel wordt gebruikt, kan het in grotere hoeveelheden worden gebruikt, 10 bijvoorbeeld tot 6 gew.dln per 100 gew.dln totaal polymeer en kan, desgewenst, daarnaast een kernvormingstype van het andere type worden gebruikt.

Het polycaprolacton is een alifatische polyester met een recurente eenheid / CO-(CH^)5~0_/n, waarbij de eind-15 groepen afhangen van de voor het staarten van de polymerisatie van het caprolacton gebruikte initiator. In de onderhavige uitvinding hébben de caprolactonpolymeren een getalgemiddeld molecuulgewicht boven 10.000, bij voorkeur in het traject van 10.000 tot 300.000.

20 Bij voorkeur hébben de polycaprolactonen een getalgemiddeld (N A) molecuulgewicht van ten minste 20.500 en bij voorkeur ook een N A molecuulgewicht niet groter dan 100.000.

De hoeveelheid van het polycaprolacton in het 25 materiaal zal in het algemeen ten minste 2,5 gew.dln per 100 gew.dln totaal polymeer zijn en kan desgewenst aanzienlijk zijn, bijvoorbeeld tot 25 gew.dln per 100 gew.dln totaal polymeer. (Onder "totaal polymeer" wordt hier verstaan de totale op polyethyleentereftalaat gébaseerde polyester plus het hoger 30 moleculaire polycaprolacton).

De totale hoeveelheid geëpoxydeera onverzadigd triglyceride, dat als weekmaker wordt gebruikt, zal in het algemeen niet meer zijn dan 10 gew.dln per 100 gew.dln totaal polymeer en is bij voorkeur in het traject van 1 tot 6 gew.dln 35 per 100 gew.dln totaal polymeer.

De uitvinding zal nu meer gedetailleerd worden j 8402810 \ & c - 4 - beschreven in de volgende voorbeelden.

Voorbeelden -- de

In deze voorbeelden zijn de volgende}materialen, 5 die in de verschillende samenstellingen werden gebruikt:

Vezelkwaliteit polyethyleentereftalaat: PET (FG) (van

Courtaulds).

Flessenkwaliteit polyethyleentereftalaat: PET (BG) (Melinair B90 van ICI) 10 Glasvezel (ECO 680 3 mm gesneden strengen van T-Glass Fibers Limited)

Polycaprolacton: CAPA 601P (NA molecuulgewicht 47.000 van Interox Chemicals Ltd.)

Geëpoxydeerde sojabonenolie: Drapex 6.8 (van Argus Chemical IS Corporation)

Geëpoxydeerde sojabonenolie: Estabex 2307 (van AKZO Chemie) Natriumstearaat

Neopentylglycoldibenzoaat (NPGDB).

In elk voorbeeld werden alle ingrediënten van 20 de samenstelling gemengd en vervolgens gecompoundeerd op een dubbele schroef (Welding Engineers) extrusie-inrichting. De hoeveelheden glasvezel zijn opgegeven aLs gewichtspercentages van de totale samenstelling.

25 Voorbeelden I tot III

Deze voorbeelden tonen het effect van toevoegen van twee verschillende weekmakers aan een PET samenstelling, die 90 gew.dln PET (FG), 10 gew.dln CAPA 601P, 0,5 gew.dln natriumstearaat en 20 % glasvezel bevat.

30 Het type en de hoeveelheid van de gebruikte weekmaker en de fysische eigenschappen van proefvormelingen, vervaardigd van de samenstellingen, zijn vermeld in onderstaande tabel A.

35 84 0 2 8 1 0 - 5 -

Tabel A

Voorbeeld no. I XI III

Weekmakertype - Drapex 6,8 NPGDB

Gew.% weekmaker 3 3 5 Treksterkte MPa 91 95 73

Trekmodulus GPa 6,3 6,7 7,1

Buigsterkte MPa 134 154 136

Buigmodulus GPa 6,5 6,3 6,6 CNIS KJ/m2 6,9 9,2 5,4 10 CUIS KJ/m2 25 30 15

Voorbeelden IV tot VI

Deze voorbeelden tonen het effect van de weekmaker Estabex 2307 in samenstellingen met polycaprolacton.

15 De basissamenstelling in elk voorbeeld was 90 gew.dln PET (FG) en 0,5 gew.dln natriumstearaat met 20 % glasvezels. Details zijn vermeld in tabel B.

Tabel B

Voorbeeld no. IV V VI

20 Gew.% CAPA 601P - 10 10

Gew.% Estabex _ _ _3__ - _ 3

Treksterkte MPa 99 76 88

Trekmodulus GPA 7,8 7,0 7,3

Buigsterkte MPa 164 122 136 25 Buigmodulus GPa 6,7 5,8 5,5 CNIS KJ/m2 5,4 5,5 10,2 CUIS KJ/m2 20 16 27

Opgemerkt wordt, dat de slagvastheid in voorbeeld VI duidelijk verbeterd is vergeleken bij die in de voor-30 beelden IV en V, wat de waarde toont van combineren van het polycaprolacton en de geëpoxydeerde sojabonenolie.

Voorbeelden VII tot IX ]

Deze voorbeelden komen overeen met de voorbeelden 35 IV tot VI, met dien verstande, dat een 30 % glasniveau in de 84 0 28 1 0 * - 6 -

I V

ο samenstellingen werd toegepast. Details zijn vermeld in tabel C.

Tabel C

Voorbeeld no. VII VIII IX

5 Gew.% CAPA 601P - 10 10

Gew.% Estabex 3 _

Treksterkte MPa 133 105 111

Trekmodulus GPa 11,0 9,0 9,4

Buigsterkte MPa 189 162 164 10 Buigmodulus GPa 9,2 8,2 8,1 CNIS KJ/m2 8,0 8,3 12,5 CÜIS KJ/m2 .26 25 47

Opgemerkt wordt, dat ook hier een duidelijke verbetering is in slagvastheid bij de toepassing van twee 15 toevoegsels tezamen.

Voorbeelden x en XI

Deze voorbeelden tonen de toepassing van de geëpoxydeerde sojabonenolie in een flessenkwaliteit PET. In 20 deze voorbeelden was de basissamenstelling 90 gew.dln PET

(BG) , 10 gew.dln (GAPA 601P en 0,5 gew.dln natriumstearaat met 15 % glasvezel. In dit geval werd enkel een duidelijke verbetering in de slagvastheid zonder kerf waargenomen. Details zijn vermeld in tabel D.

25 Tabel D

Voorbeeld no. X XI

Gew.% Estabex - 3

Gew.% CAPA_60lP____________10 _ _ 10

Treksterkte MPa 74 78 30 Trekmodulus GPa 5,2 6,1

Buigsterkte MPa 129 127

Buigmodulus GPa 4,6 4,8 CNIS KJ/rn1 12,2 11,6 CUIS KJ/m2 21 37 35 In bovenstaande tabellen betekent CNIS: Charpy ... . kerf slagvastheid- en CUIS: Charpy slagvastheid zonder kerf.

840 28 1 0 %

Claims (11)

1. Polyestervormmateriaal, dat polyethyleen-tereftalaat of een polyester met ten minste 80 % recurente 5 polyethyleentereftalaat-eenheden en een kemvormingsmiddel voor kristalliseren van het polyethyleentereftalaat bevat, met het kenmerk, dat de samenstelling tevens bevat polycaprolacton met een geta^gemiddeld molecuulgewicht boven 10.000 en een geëpoxydeerd onverzadigd triglyceride met ten minste 10 één epoxydegroep.

2. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het geëpoxydeerde onverzadigde triglyceride een individuele verbinding is.

3. Samenstelling volgens conclusie 2, met het 15 kenmerk, dat de verbinding mono-geëpoxydeerde sojabonenolie is.

4. Samenstelling volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het kernvormingsmiddel een metaalzout van een organisch zuur bevat.

5. Samenstelling volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het kemvormingsmiddel een fijnverdeeld vast materiaal bevat, dat niet smelt bij of beneden het smeltpunt van polyethyleentereftalaat.

6. Samenstelling volgens een der conclusies 1-5, 25 met het kenmerk, dat de hoeveelheid polycaprolacton is in het traject 2,5 tot 25 delen per 100 gew.dln totaal polymeer.

7. Samenstelling volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het polycaprolacton een getal'gemiddeld molecuulgewicht heeft van ten minste 20.500.

8. Samenstelling volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoeveelheid geëpoxydeerd onverzadigd triglyceride niet meer is dan 10 gew.dln per 100 gew.dln totaal polymeer.

9. Samenstelling volgens conclusie 7, met het 35 kenmerk, dat de hoeveelheid geëpoxydeerd onverzadigd triglyceride is in het traject 1 tot 6 gew.dln per 100 gew.dln totaal 840 2 8 1 0 ï ; -A- -¾. - ί>- polymeer.

10. Samenstelling volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een versterkende vulstof is opgenomen.

11. Gevormd voortbrengsel vervaardigd, het vsnrrmateriaal volgens één der voorgaande conclusies. 840 28 10 ___________________ __________ ______________ . · .. . ,-