SE446099B - Granulat eller tabletter baserade pa polyamid, sett for deras framstellning samt anvendning derav for framstellning av formstycken - Google Patents

Description

_79oa224-4 2 Man kan även på något känt sätt framställa den enkla pulverbland- ningen av porbildande medel och polykondensat. Den mycket minimala kvantiteten porbildande medel, liksom även dettas struktur, med- för dock oundvikligen en dålig fördelning som ger sig tillkänna -i oregelbunden struktur både i ett och samma formstycke och i olika formstycken från samma serietillverkning.

Det har nu visat sig att man erhåller mycket intressanta resultat om man framställer en förrådsblandning i form av granulat, vilken vid användningen blandas med granulat av den polyamid som skall formas.

Granulatet, bestående av minst 40 vikt-% av den polyamid som skall formas, kännetecknas av att det innehåller upp till 50 vikt-% av i ett porbildande medel och 10-20 vikt-% av ett smältbart bindemedel med en smältpunkt mellan 70 och l00°C och kombinerbart med poly- amiden.

Föreliggande uppfinning avser alla polyamider som kan formas genom sprutning eller pressning och som framställes genom polykondensa- tion av disyror och diaminer eller genom homopolykondensation av -aminosyror eller också genom polymerisation av laktamer: poly- hexametylenadipamid, polykaprolaktam-polyhexametylensebakamid, polyundekanamid-polylauryllaktam, polyhexametylen-azelamid, poly- hexametylen-dodekandiamid. Såväl sampolyamiderna som polyamid- blandningarna kan överensstämma. För homogenitetens skull använd- des generellt samma polyamid som den i den totala kompositionen vid framställningen av förrådsblandningen.

Förrådsblandningen insättes företrädesvis i en mängd av 0,05-5 vikt-%, räknat på den slutliga kompositionen..

Denna halt kan emellertid överskridas utan att man avviker från uppfinningen.- Alla organiska föreningar som allmänt utnyttjas som porbildande medel och som har en sönderdelningstemperatur högre än l00°C är lämpliga. Dessa föreningar beskrives bl a i Encyclopedia of Poly- mer Science and Technology, volym 2, sid 535-560, Editions Inter- science Publishers. 5 - 7908224-4 Det smältbara bindemedlet är företrädesvis ett polymerbindemedel av typen polyester med låg smältpunkt. Det kan även bestå av en Lblandning av polymert bindemedel och vax, t ex stearinsyra eller Jförtvålade estrar av högre syror med 26-32 kolatomer. Etylengly- kolpolysebakat ger goda resultat eftersom det tillräckligt agglo- mererar granulatet så att det blir lätthanterligt utan risk för att det sönderfaller till pulver, men det sönderfaller lätt i en 'sprutmaskin och homogeniseringen med polyamidgranulatet sker lätt- 'vindigt.

Polyamidgranulatet kan innehålla en viss procenthalt glasfiber, vilket medger framställning av förstärkta identiska produkter.

Halter av upp till 50 vikt-% av granulatet är lämpliga.

Däremot får granulatet av förrâdsblandningen ej innehålla glasfib- rer eftersom vid framställningen av förrådsblandningen dessa glas- fibrer mer eller mindre skulle pulveriseras.

I förrådsblandningen kan man emellertid inblanda fyllmedel och diverse andra modifieringsmedel. Likaså kan polyamidgranulatet förutom glasfiber även innehålla olika modifieringsmedel.

Som modifieringsmedel tillsättes företrädesvis pigment och till- satsmedel, dispergerbara i press- eller sprutmassan, i en mängd som generellt är mindre än eller lika med 50 vikt-% av den totala massan. Tillsatsmedel enligt föreliggande uppfinning är ljus- och värmestabiliserande medel, kristallisationsmedel eller ringbildande medel som förbättrar regelbundenheten vid kristallisation av den insatta polyamiden, matteringsmedel eventuellt ytbehandlade, brand- skyddande medel, fyllmedel.

Granulatet eller tabletterna enligt föreliggande uppfinning kan framställas på följande sätt: Polyamiden eller polyamiderna som skall formas och som utgör under- laget för granulatet framställes i form av ett mer eller mindre fint pulver på något känt sätt. Generellt är kornstorleksfördel- ningen mellan 50 och 400 mikron. Polyamiden eller polyamiderna, det smältbara bindemedlet och det porbildande medlet, liksom även eventuella andra tillsatsmedel såsom fvllmedel etc, blandas i 7908224-4 4 torrt tillstånd och komprimeras i turboblandare under en tid av ca 2 h 15 min, varvid massans temperatur vid behandlingens slut skall vara högre än bindemedlets smältpunkt. Man kan arbeta vid omgivningstemperaturen varvid uppvärmningen på grund av omrör- ningen och pulvrets friktion är tillräcklig för att höja massans temperatur genom självuppvärmning. Man kan även arbeta i värme, t_ex vid smältpunkten för det smältbara bindemedlet, vilket blir flytande och överdrager blandningen med ett skikt. Blandningstiden är en funktion av de termiska betingelserna och kan variera mellan ^ 2 och 3.minuter när man afimfiænri .värme och uppgå till ca 15 minuter när temperaturhöjningen sker genom självuppvärmning.

Redan vid denna komprimering sker en viss kohesion av pulvret för- orsakad av närvaron av det smältbara bindemedlet. Detta insättes i en kvantitet av 10-20 vikt-%, räknat på den totala förrâdsbland- ningen. Man kan överskrida 20% men härigenom riskerar man att det _sker en fullständig agglomerering av hela blandningen. Kvantiteter mindre än 10% kan även insättas, men det har visat sig att de bästa resultaten erhålles vid användning av 10-20% bindemedel.

Olika typer av i handeln förekommande turboblandare kan användas, t ex typerna Henschel, Diosna eller Papenmeier.

Den på så sätt erhållna komprimerade blandningen bearbetas sedan till granulat eller tabletter med hjälp av i handeln förekommande vedertagna granulatorer, t ex en granulator av typen G de Hutt (varumärke).

Produkten skall i varmt tillstånd införas i granulatorn vid en temperatur av minst SOOC, varvid granuleringsvalsarna hålles vid en temperatur lika med eller något högre än det smältbara binde- medlets smältpunkt.

Granulatet fâr'kallna, sedan det lämnat granulatorn, och får då en hårdhet som är tillräcklig för att man skall kunna handskas med det utan att det faller sönder; Den komprimerade produkten kan även i varnteller kallt tillstånd bearbetas till tabletter medelst alla typer av i handeln förekom- mande grynmaskiner. Man får tabletter som även de har en hårdhet som är tillräcklig för att man skall kunna handskas med dem utan 5 7908224-4 risk för sönderfall.

Fördelarna med förrâdsblandningen enligt uppfinningen är av stor betydelse: Man kan framställa en blandning i koncentrerad form vilken är lätt- hanterlig och vilken innehåller en avsevärd mängd porbildande medel.

Alltefter önskad expansionsförmåga hos den formade produkten kan man lätt reglera mängden förrådsblandning som skall inblandas.

Denna inblandning, som generellt sker vid strängsprutmaskinens in- _lopp, leder till en formad produkt vars expansionsregelbundenhet skulle vara svår, om ej oöjlig, att uppnå med vedertagna bland- ningsförfaranden. Sättet att införliva det lätt smältbara grannla- tet av förrâdsblandningen redan vid inmatningen i strängsprut- _maskinen medför dessutom att man ytterligare förbättrar homogeni- teten hos den formsprutade produkten.

Följande exempel åskådliggör uppfinningen och anger i siffror denna regelbundenhet. ' Exempel 1 I en snabbgâende 6-liters blandare av märket Henschel infördes: 1500 g polyhexametylenadipamid med en kornstorleksfördelning av i genomsnitt 300 mikron 1500 g porbildande medel baserat på azodikarboxylsyraisopropyl- ester (varumärke Celogen HT 550) med sönderdelningstemperaturen 230-2so°c 450 g etylenglykolpolysebakat med smältpunkten omkring 73°C.

Efter 5 minuters rotation med 3000 varv/min hade pulvertemperaturen stigit till 75-80°C. Man erhöll ett komprimerat pulver vilket, medan det fortfarande var varmt, granulerades i en kugghjulsdri- 'ven granulator av typen G de Hutt. Man erhöll korn med en diame- ter av ca 3 mm och en längd av 3-5 mm.

Det erhållna granulatet hade mycket god kohesion och en hårdhet som var tillräcklig för inmatning i en sprutmaskin eller en sprut- press i blandning med annat granulat av polyhexametylendiamin. 79oa224-4- Exempel 2 Man arbetade som i exempel l med en blandning av 1500 g polyhexametylendiamin-pulver 750 g av samma porbildande medel 750 g kalciumkarbonat 450 g av samma etylengrykolpolysebakat Man erhöll samma resultat vad beträffar granulatets utseende och fysikaliska egenskaper.

Exempel 3 Man framställde direkt en pulverblandning utan att tillämpa sättet oenligt föreliggande uppfinning av en komposition innehållande: 0,5 % 69,695 % polyhexametylenadipamid 29,655 % glasfiber 0,15 % etylenglykolpolysebakat _porbildande medel enligt ovan Denna pulverblandning, ordentligt homogeniserad i en långsamgående blandare, infördes i påfyllningstratten till en sprutmaskin för- sedd med en matarskruv med skruvdiametern 60 mm, längden 120 cm och med en matningskapacitet av 4000 cm3.

Sprutmaskinens ølika värmezoner inställdes på följande tempera- turer: 23o°c, 26o°c, 2ao°c, 2ao°c, 27o°c, 27o°c och 2so°c. Formen, som var utformad i tvâ delar, en övre och en undre del, hade en låskraft av 70 ton och avsvalningstemperaturen var 5 minuter. Man erhöll formstycken med ett expansionsförhållande av ca 30%. Alst~ ren från de första 8 formsprutningarna vägdes. Följande resultat erhölls: :Försök nr :vikt i gram_ fFormstycke l :Formstycke 2 '1320 1 2 3 1421 1405 1402 1327 1330 2741 2732 2732 1402 1335 2737 5 6 . 7 8 1423 1431 1433 1429 1348 1340 1366 1361 2771 2771 2799 2790 medeltal 1418 1341 2759 n n n n n u u fTotalt_l + 2 '79Ü8224-4 Man konstaterade: - för varje serie av formstycken var den maximala avvikelsen 31 g för formstycke l, lika med 2,2%; 46 g för formstycke 2, lika med 3,4%; och 67'g lika med 2,4%, för summan av två formstycken mot- svarande en insprutning; - tendens till en viktökning hos formstyckena alltefter turord- ningen vid formsprutningen, varvid de lättaste formstyckena er- hölls vid formsprutningens början. Denna tendens skulle kunna tolkas som ett separationsfenomen hos pulvret, varvid det finare pulvret av det porbildande medlet har tendens att dekantera och separera i den homogeniserade blandningen.

Exempel 4 Man framställde en blandning på samma sätt som i exempel 1 och blandade 1,15 vikt-% av denna förrådsblandning-med 89,85 vikt-% polyhexametylendiamin-granulat innehållande 30 vikt-% glasfiber.

Den slutliga kompositionen hade sålunda samma sammansättning som den i exempel 3.

Man framställde formstycken på samma sätt som i exempel 3 och vägde formstyckcna från do första 8 formsprutningarna; följande resultat erhölls: u u n fF-örsök nr. 1 2 3 4 s 6 7 8 medeltal* :vikt i gram frormstyake 1 1400 1389 1385 1392 1401 1387 1402 1390 1392 :Farmsf-.ycke 2 1290 13oo 1300 1292 1288 1295 1287 1293 1293 frasen; 1 + 2 2698 2680 2685 2684 2689 2682 2689 2683 2685 Man konstaterade: - för varje serie av formstycken var den maximala avvikelsen 22 g för formstycke 1, lika med 1,56%; 13 g för formstycke 2, lika med 1%; och 10 g, lika med 0,37%, för summan av två formstycken motsvarande en insprutning; - frånvaro av viktavvikelser vid varje formsprutning i ett eller annat avseende. alltså en mvcket förbättrad regclbundenhet (ca 6 gånger bättre) jämfört med den i exempel 3 beskrivna vedertagna tekniken: 0,37% i stället för 2,4%.

Claims (4)

7908224-4 Patentkrav

1. l. Granulat eller tabletter bestående av minst 40 viktl polyamid, k ä n n e t e c k n a d e av att de innehåller upp till 50 viktZ av ett porbildande medel och 10-20 viktZ av ett smältbart bindemedel i form av en polyester med en smältpunkt mellan 70 och lO0°C och kombinerbart med polyamiden.

2. Granulat eller tabletter enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d e av att bindemedlet är etylenglykolpolysebakat.

3. - Sätt att framställa granulat eller tabletter enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att det innefattar: a) komprimering av en pulverblandning bestående av minst 40 viktZ polyamid upp till 50 vikt% av ett organiskt porbildande medel 10-20 viktZ av ett smältbart bindemedel 1 form av en polyester med en smältpunkt mellan 70 och 100 °C och kombinerbart med polyamiden .med hjälp av en turboblandare, varvid temperaturen vid slutet av blandningsprocessen är högre än bindemedlets smältpunkt, men fortfarande ligger under polyamidens smältpunkt. K b) framställning av granulat eller tabletter med hjälp av kända anordningar.

4. Användning av ett granulat eller tabletter bestående av minst 40 viktï polyamid och upp till 50 viktZ av ett porbildande medel och 10-20 viktZ av ett smältbart bindemedel i form av en polyester med en smältpunkt mellan 70 och 100 °C och som är kombinerbart med polyamiden, i en komposition baserad på polyamid, varvid granulatet eller tabletterna föreligger i en mängd av 0,05-5 viktZ av den slutliga kompositionens vikt, för framställning av produkter genom formsprutning, strängsprutning eller pressning.