WO1999061527A1 - Compounds aus polyamid- und perfluoralkylsubstanz(en) und mischungen dieser compounds mit weiteren polymersubstanzen, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung - Google Patents

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    • Y10T442/232—Fluorocarbon containing

Definitions

  • the invention relates to the fields of chemistry, mechanical engineering and materials technology and relates to compounds made from polyamide and perfluoroalkyl substance (s) and mixtures of these compounds with other polymer substances, for example as a compact substance, as a surface modification component, as a blend component, as an additive or as an additive in slide bearing materials, in sliding films, in sliding films, in sliding varnishes, in oleophobic and / or hydrophobic or partially or compact materials equipped with them, in molded parts, in textile thread, fleece and / or other textile fabrics, in membrane materials, as a coating additive or can be used as a lacquer substance, as well as a process for their production and use.
  • a compact substance for example as a compact substance, as a surface modification component, as a blend component, as an additive or as an additive in slide bearing materials, in sliding films, in sliding films, in sliding varnishes, in oleophobic and / or hydrophobic or partially or compact materials equipped with them, in molded parts, in textile thread
  • perfluoroalkanoic acid fluorides and terminal perfluoroalkyl radicals are formed from the lateral alkoxy radicals ...
  • Perfluorinated diacids are also formed in very small quantities, since two lateral radical centers can also form on a perfluorocarbon chain ...
  • Unsintered and uncompressed PTFE emulsion and suspension polymers are fibrous and felty in character.
  • a modification can be achieved by chemically activating PTFE by the known processes with (1.) sodium amide in liquid ammonia and (2.) alkali alkyl and alkali aromatic compounds in aprotic inert solvents. These modifications can be used to achieve improved interface interactions reactively or even only via adsorptive forces.
  • the PTFE degradation products are used in a wide range of applications - including as an additive to plastics for the purpose of achieving sliding or non-stick properties.
  • the fine powder substances are more or less finely dispersed as filler components in a matrix [Ferse et al., Plaste et al. Kautschuk, 29 (1982), 458; Ferse et al. DD-PS 146 716 (1979)]. When the matrix component is dissolved, the PTFE fine powder can be eliminated or is retained.
  • the object of the invention is to improve the homogenization of perfluoroalkyl substances in polyamide melts.
  • compounds of polyamide and perfluoroalkyl substances and mixtures of these compounds with other polymer substances are obtained via a reactive melt modification reaction in which the perfluoroalkyl component is not only homogeneously distributed as a filler, but is also largely chemically bound to the polyamide component.
  • the perfluoroalkyl component By dissolving the polyamide matrix component, the perfluoroalkyl component can no longer or no longer be completely recovered as fine powder.
  • homogeneous compounds can be produced directly, in which, as is known, the perfluoroalkyl component is not incorporated as an insoluble and incompatible second component.
  • the perfluoroalkyl component is largely homogeneously distributed with the polyamide, chemically coupled via bonds, which represents a significant advantage for the fields of application. As a result, the perfluoroalkyl component can no longer be rubbed out or pulled out of the matrix material as a grain by mechanical forces such as friction, as was the case with plain bearing materials.
  • Modified perfluoroalkyl substances with carboxylic acid and / or carboxylic acid halide and / or olefinic groups are used as functional groups to produce such homogeneous compounds.
  • Radiation-chemically degraded and modified perfluoroalkyl substances such as, for example, the PTFE fine powder, which are produced with a radiation dose of greater than 50 kGy, preferably with a radiation dose of greater than 100 kGy, are preferably used.
  • modified perfluoroalkyl- Obtain substances which are preferably modified with perfluoroalkyl carboxylic acid and perfluorocarboxylic acid fluoride groups.
  • melt mixers single and twin screw extruders, planetary roller extruders, kneaders, plasticizing units of injection molding machines, etc.
  • the PTFE fine powder can either be melted together with the polyamide substance or added directly to the melt.
  • 0.01 to 90% by mass of radiation-modified perfluoroalkyl substance, preferably as PTFE fine powder (based on the polyamide component) are metered in. 1 to 70% by mass of PTFE fine powder are incorporated into the polyamide component as preferred mass fractions.
  • the products according to the invention surprisingly arise directly in the melt modification reaction, although according to the prior art the groups bound to perfluorinated chains are said to have a high degree of inertness.
  • the reactive reaction in a melt is carried out at temperatures at least above the melting point of the polyamide compound (s) and preferably above 200 ° C.
  • the polyamide substance (s) used are aliphatic and / or partially aromatic homo- and / or copolyamides and / or polyesteramides and / or polyetheramides and / or polyesteretheramides and / or polyimidamides and / or polyamide amines and / or mixtures of these polyamide compounds ( en) used with other polymers and modified perfluoroalkyl substance (s).
  • Polyamide 6 and / or polyamide 6,6 and / or polyamide 12 are preferably used as polyamide compounds in pure form or as filled and / or reinforced materials.
  • the polyamide compound (s) can be used with further polymers such as polyolefin (s) and / or polyvinyl compound (s) and / or polycondensate (s) such as polyesters and polycarbonates and / or polyaddition compound (s) such as polyurethanes.
  • Such mixtures can also be used as starting material or added during compounding or added to the melt after compounding or reacted in a subsequent step.
  • Such a subsequent step would be, for example, blending the compound or compounds formed from polyamide compound (s) and perfluoroalkyl substance (s) with further polymers of the polyolefin type and / or of the vinyl type and / or with polycondensate (s) and / or with Polyaddition compound (s) and / or the admixture of reactive masses in a subsequent processing step.
  • Compounds and secondary products can be produced in a one- or multi-stage process, the compound or a secondary product thereof being able to be reacted during the process or subsequently.
  • reactive substances Before and / or during and / or after (i.e. in a subsequent processing step) the reactive reaction of the polyamide compounds with the perfluoroalkyl substance (s), reactive substances can be admixed which do not adversely affect the formation of the compound.
  • the product from this implementation can be replaced by another, i.e. by an additional reactive implementation during or after compounding e.g. can be further processed into a final product by treatment with high-energy rays.
  • the compounds thus produced can be used as a compact substance and / or as a surface modification component and / or as a blend component and / or as a composite material and / or as an additive.
  • the products according to the invention can be processed further as a thermoplastic melt and / or as a reactive composition or as a solution or from solution.
  • the compound is injected into small quantities by injection molding to test specimens for sliding friction tests.
  • the examination of the sliding friction number showed a 35% reduction.
  • the wetting angle measurements with a drop of water applied result in an increase in the wetting angle from 68 ° (pure PA-6) to 90 ° (compound).
  • the batch obtained is reactively blended with maleic anhydride-grafted polyethylene in the ratio of 10% by mass batch (compound) and 90% by mass polyethylene.
  • thermally stable plain bearings are obtained which have a sliding friction coefficient reduced by 40%.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Compounds, die beispielsweise als Kompaktsubstanz eingesetzt werden können, bestehend aus Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) sowie Mischungen dieser Compounds mit weiteren Polymersubstanz(en). Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung solcher Compounds beschrieben, bei dem aliphatische und/oder teilaromatische Homo- und/oder Copolyamide und/oder Polyesteramide und/oder Polyetheramide und/oder Polyesteretheramide und/oder Polyimidamide und/oder Polyamidamine und/oder Gemische dieser Polyamidverbindung(en) mit weiteren Polymeren und modifizierte Perfluoralkylsubstanz(en) ein- oder mehrstufig compoundiert und dabei oder anschließend reaktiv umgesetzt werden. Die Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Homogenisierung von Perfluoralkylsubstanzen in Polyamidschmelzen.

Description

Compounds aus Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) und Mischungen dieser Compounds mit weiteren Polymersubstanzen, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Chemie, des Maschinenbaus und der Werkstofftechnik und betrifft Compounds aus Polyamid- und Perfluoralkylsub- stanz(en) und Mischungen dieser Compounds mit weiteren Polymersubstanzen, die beispielsweise als Kompaktsubstanz, als Oberflächenmodifizierungskomponente, als Blendkomponente, als Zusatzstoff oder als Additiv in Gleitlagermateriaiien, in Gleitfilmen, in Gleitfolien, in Gleitlacken, in oleophoben und/oder hydrophoben oder damit ausgerüsteten Teil- oder Kompaktmaterialien, in Formteilen, in textilen Faden-, Vlies- und/oder anderen textilen Flächengebilden, in Membranmaterialien, als Lackadditiv oder als Lacksubstanz eingesetzt werden können, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung.
„Bei der Suche nach geeigneten Polymermaterialien für den Kernreaktorbau wurde festgestellt, daß PTFE - im Gegensatz zu seiner hohen chemischen und thermischen Stabilität - außerordentlich strahlenempfindlich ist. Es wird sowohl unter inerten Bedingungen als auch in Gegenwart von Sauerstoff schon bei geringer Energiedosis abgebaut, bereits bei 0,2 bis 0,3 kGy spröde und bei < 100 kGy bröckelig. ... Ab etwa 360°C wird der rein strahlenchemische Abbau merklich von einem thermischen überlagert. ...
Wegen des stochastischen Verlaufs des strahlenchemischen Abbaus entstehen Reaktionsprodukte mit einem breiten Kettenlängenspektrum. ... Bei Bestrahlung von PTFE in Gegenwart von Sauerstoff werden aus den zunächst entstehenden Perfluoralkylradikalen Peroxy- und Alkoxyradikale gebildet... Über die Zwischenstufe der Bildung des Alkoxyradikals wird das endständige Per- fluoralkylradikal unter Kettenverkürzung und Bildung von Carbonyldifluorid schrittweise abgebaut...
Dagegen entstehen aus den seitenständigen Alkoxyradikalen Perfluoralkansäure- fluoride und endständige Perfluoralkylradikale ...
O
I o
~CF2— CF— CF2~ → -CF2— C + CF2~ (9.22)
F
... In sehr geringen Mengen werden auch perfluorierte Disäuren gebildet, da an einer Perfluorcarbonkette auch zwei seitenständige Radikalzentren entstehen können... Ungesinterte und unverpreßte PTFE-Emulsions- und -Suspensionspolymerisate sind von faserig-filzigem Charakter. Eine Übertragung z. B. der antiadhäsiven und Gleiteigenschaften des PTFE auf andere Medien durch Einarbeitung in wäßrige oder organische Dispersionen, Polymere, Farben, Lacke, Harze oder Schmierstoffe ist nicht möglich, weil dieses PTFE sich nicht homogenisieren läßt, sondern zur Klumpenbildung neigt, agglomeriert, aufschwimmt oder sich absetzt.
Durch die Einwirkung energiereicher Strahlung mit einer Energiedosis von etwa 100 kGy wird aus den faserig-filzigen Polymerisaten infolge partiellen Abbaus der Polymerketten ein rieselfähiges Feinpulver erhalten. Dieses Pulver enthält noch lockere Agglomerate, die leicht zu Primärteilchen mit < 5 μm Partikeldurchmesser zerteilt werden können. Bei Bestrahlung in Gegenwart von Reaktanten werden funktionelle Gruppen in das Polymere eingebaut. Erfolgt die Bestrahlung in Luft, so werden nach Gl. (9.22) (und anschließender Hydrolyse der -COF-Gruppen durch Luftfeuchtigkeit) Carboxylgruppen erhalten. Wird vor der Bestrahlung (NH )2S03 zugemischt, dann sind S-haltige Gruppen zu erzielen. Diese funktioneilen Gruppen mindern die Hydrophobie und Organophobie des PTFE so wesentlich, daß die gewonnenen Feinpulver gut mit anderen Medien homogenisiert werden können. Die positiven Eigenschaften des PTFE, wie die exzellenten Gleit-, Trenn- und Trockenschmiereigenschaften sowie die hohe chemische und thermische Stabilität, bleiben erhalten. Carboxyl- und Sulfogruppen, an die perfluorierte Kette gebunden, besitzen ebenfalls hohe chemische Inertheit....
Wegen der Unlöslichkeit des PTFE und seiner Abbauprodukte (mit Ausnahme der sehr niedermolekularen Produkte) können die üblichen Methoden der Molmassenbestimmung nicht angewandt werden. Die Molmassenbestimmung muß auf indirektem Wege erfolgen." [A. Heger et al., Technologie der Strahlenchemie an Polymeren, Akademie-Verlag Berlin 1990]
Nachteilig wirkt sich vielfach die Unverträglichkeit mit anderen Materialien aus. Durch eine chemische Aktivierung von PTFE durch die bekannten Verfahren mit (1.) Na- triumamid in flüssigem Ammoniak und (2.) Alkalialkyl- und Alkali-Aromaten-Verbin- dungen in aprotischen inerten Lösungsmitteln ist eine Modifizierung zu erreichen. Über diese Modifizierungen können reaktiv oder auch nur über adsorptive Kräfte verbesserte Grenzflächenwechselwirkungen erreicht werden.
Die Verwertung der Produkte des PTFE-Abbaus erfolgt in vielfältigen Einsatzgebieten - so auch als Additiv zu Kunststoffen zum Zwecke der Erzielung von Gleit- oder Antihafteigenschaften. Die Feinpulversubstanzen liegen mehr oder minder fein dis- pergiert als Füllstoffkomponente in einer Matrix vor [Ferse et al., Plaste u. Kautschuk, 29 (1982), 458; Ferse et al. DD-PS 146 716 (1979)]. Beim Lösen der Matrixkomponente ist das PTFE-Feinpulver eliminierbar bzw. wird zurückerhalten.
Obwohl in den Einsatzgebieten von PTFE-Feinpulver eine Verbesserung der Eigenschaften im Vergleich zu den kommerziellen fluorcarbonfreien Additiven erreicht wird, ist die Unverträglichkeit, die Unlöslichkeit, die lockere Kopplung und auch inhomogene Verteilung für viele Einsatzgebiete von Nachteil. Die Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Homogenisierung von Perfluoralkylsubstanzen in Polyamidschmelzen.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit der vorliegenden Erfindung werden Compounds aus Polyamid- und Perfluoralkylsubstanzen und Mischungen dieser Compounds mit weiteren Polymersubstanzen über eine reaktive Schmelzemodifizierungsreaktion erhalten, in dem die Perfluoral- kylkomponente nicht nur als Füllstoff homogen verteilt, sondern größtenteils mit der Polyamidkomponente chemisch gebunden vorliegt. Über das Lösen der Polyamidmatrixkomponente kann die Perfluoralkylkomponente nicht mehr oder nicht mehr vollständig als Feinpulver zurückgewonnen werden.
Durch Einsatz/Verarbeitung von modifizierten Perfluoralkylsubstanzen in dieser Schmelzemodifizierungsreaktion mit Polyamid-Verbindungen sind homogene Compounds direkt herstellbar, in denen nicht wie bekannt die Perfluoralkylkomponente als unlösliche und unverträgliche Zweitkomponente eingelagert ist. Die Perfluoralkylkomponente liegt größtenteils mit dem Polyamid chemisch über Bindungen gekoppelt homogen verteilt vor, was für die Anwendungsgebiete einen wesentlichen Vorteil darstellt. Die Perfluoralkylkomponente kann demzufolge nicht mehr wie bei Gleitlagermaterialien bisher über mechanische Kräfte wie Reibung als Korn aus dem Matrixmaterial herausgerieben oder herausgezogen werden.
Zur Herstellung solcher homogenen Compounds werden modifizierte Perfluoralkylsubstanzen mit Carbonsäure- und/oder Carbonsäurehalogenid- und/oder olefini- schen Gruppen als funktioneile Gruppen eingesetzt.
Bevorzugt verwendet werden strahlenchemisch abgebaute und modifizierte Perfluoralkylsubstanzen, wie z.B. das PTFE-Feinpulver, die mit einer Strahlendosis von größer 50 kGy, vorzugsweise mit einer Strahlendosis von größer 100 kGy hergestellt wurden. Durch die Gegenwart von Reaktanten, vorzugsweise unter Sauerstoffeinfluß, werden beim strahlenchemischen Abbau modifizierte Perfluoralkyl- Substanzen erhalten, die vorzugsweise mit Perfluoralkylcarbonsäure- und Perfluor- carbonsäurefluorid-Gruppen modifiziert vorliegen.
Im Verfahren zur Herstellung solcher Compounds werden kommerzielle Schmelzemischer (Ein- und Doppelschneckenextruder, Planetwalzenextruder, Kneter, Plastifi- ziereinheiten von Spritzgießmaschinen etc.) eingesetzt. Das PTFE-Feinpulver kann entweder zusammen mit der Polyamidsubstanz aufgeschmolzen oder direkt in die Schmelze zugegeben werden. Es werden 0,01 bis 90 Masse-% an strahlenmodifizierter Perfluoralkylsubstanz, vorzugsweise als PTFE-Feinpulver (bezogen auf die Polyamidkomponente) zudosiert. Als bevorzugte Massenanteile werden 1 bis 70 Masse-% an PTFE-Feinpulver in die Polyamidkomponente eingearbeitet. Die erfindungsgemäßen Produkte entstehen überraschenderweise direkt in der Schmelzemodifizierungsreaktion, obwohl nach dem Stand der Technik die an perfluorierte Ketten gebundenen Gruppen eine hohe Inertheit besitzen sollen. Die reaktive Umsetzung in einer Schmelze wird bei Temperaturen mindestens über dem Schmelzpunkt der Polyamidverbindung(en) und vorzugsweise höher als 200°C durchgeführt wird.
Zur Herstellung eines solchen erfindungsgemäßen Compounds werden als Polyamidsubstanz(en) aliphatische und/oder teilaromatische Homo- und/oder Copolyamide und/oder Polyesteramide und/oder Polyetheramide und/oder Polyesteretheramide und/oder Polyimidamide und/oder Polyamidamine und/oder Gemische dieser Polyamidverbindung(en) mit weiteren Polymeren und modifizierte Perfluoralkylsubstanz(en) eingesetzt.
Als Polyamidverbindungen werden vorzugsweise Polyamid 6 und/oder Polyamid 6,6 und/oder Polyamid 12 in reiner Form oder als gefüllte und/oder verstärkte Materialien eingesetzt.
Im Gemisch kann/können die Polyamidverbindung(en) mit weiteren Polymeren wie Polyolefin(en) und/oder Polyvinylverbindung(en) und/oder Polykondensat(en) wie Polyestern und Polycarbonaten und/oder Polyadditionsverbindung(en) wie Polyurethane, eingesetzt werden. Dabei können solche Gemische auch als Ausgangsstoff eingesetzt oder während der Compoundierung zugesetzt oder nach der Compoundierung der Schmelze zugesetzt oder in einem Folgeschritt umgesetzt werden. Ein solcher Folgeschritt wäre beispielsweise das Blenden des oder der gebildeten Compounds aus Polyamidverbindung(en) und Perfluoralkylsubstanz(en) mit weiteren Polymeren vom Polyolefin-Typ und/oder vom Vinyl-Typ und/oder mit Polykondensa- t(en) und/oder mit Polyadditionsverbindung(en) und/oder die Zumischung von reaktiven Massen in einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt.
Die Herstellung von Compounds und Folgeprodukten kann dabei in einem ein- oder mehrstufigen Verfahren erfolgen, wobei der Compound oder ein Folgeprodukt davon während des Verfahrens oder anschließend noch reaktiv umgesetzt werden kann.
Vor und/oder während und/oder nach (d.h. in einem Folgeverarbeitungsschritt) der reaktiven Umsetzung der Polyamidverbindungen mit den Perfluoralkylsubstanz(en) kann eine Zumischung an reaktiven Massen erfolgen, die die Bildung des Compounds nicht negativ beeinflussen. Das Produkt aus dieser Umsetzung kann durch eine weitere, d.h. durch eine zusätzliche reaktive Umsetzung während oder nach der Compoundierung z.B. durch Behandlung mit energiereichen Strahlen zum Finalprodukt weiterverarbeitet werden.
Die so hergestellten Compounds können als Kompaktsubstanz und/oder als Oberflächenmodifizierungskomponente und/oder als Blendkomponente und/oder als Verbundwerkstoff und/oder als Additiv angewandt werden.
Der Einsatz erfolgt dabei in Reinsubstanz oder als Zusatz/Bestandteil in Gleitlagern und/oder in Gleitfilmen und/oder in Gleitfolien und/oder in Gleitlacken und/oder in oleophoben und/oder hydrophoben oder damit ausgerüsteten Teil- oder Kompaktmaterialien und/oder in Formteilen und/oder in textilen Faden- und/oder Vlies- und/oder anderen textilen Flächengebilden und/oder in Mehrschicht-(folien- )materialien und/oder in Membranen und/oder als Lackadditiv und/oder als Lacksubstanz.
Die erfindungsgemäßen Produkte können auf Grund ihrer Eigenschaften als Thermoplastschmelze und/oder als reaktive Masse oder als Lösung oder aus der Lösung weiterverarbeitet werden. Als Verfahrensaggregate eignen sich Kneter, Ein- und Zweischneckenextruder sowie Plastifiziereinheiten von Spritzgießmaschinen, d.h. alle kommerziellen Schmelzemischsysteme, die für die Kunststoffverarbeitung/Compoundierung eingesetzt werden.
Das Ergebnis ist für den Fachmann überraschend und mehr als zufriedenstellend. Mit dieser Schmelzemodifizierungsreaktion wird ein polymeres, bisher noch vollkommen unbekanntes Produkt erhalten. Eine solche Schmelzemodifizierungsreaktion mit perfluorierten Substanzen ist in der Fachwelt noch nicht beschrieben worden.
Im weiteren wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
In einem Laborkneter (Firma Brabender) werden bei 250°C 40 g PA 6 plastifiziert und in die Schmelze werden 15 g eines mit 1000 kGy strahlenmodifizierten PTFE-Feinpulvers zugegeben. Der Compound wird nach 5 min eliminiert. Der Compound wird in Ameisensäure gelöst und auf eine Polyamid-6-Oberfläche aufgesprüht. Durch diese Oberflächenmodifizierung werden dünne hydrophobe und oleophobe Schichten mit einer stark erniedrigten Gleitreibungszahl (Senkung der Gleitreibungszahl um 40 %) erhalten. Die Randwinkelmessungen mit einem aufgesetzten Wassertropfen ergeben eine Erhöhung des Randwinkels von 65° (reines PA- 6) auf 95° (Compound).
Beispiel 2
In einem Laborkneter (Firma Brabender) werden bei 250°C 40 g PA 6 und 15 g eines mit 500 kGy strahlenmodifizierten PTFE-Feinpulvers gleichzeitig plastifiziert. Der Compound wird nach 5 min eliminiert.
Der Compound wird über Mindermengenspritzgießen zu Prüfkörpern für Gleitreibungsuntersuchungen gespritzt. Die Prüfung der Gleitreibungszahl ergab eine Sen- kung um 35 %. Die Randwinkelmessungen mit einem aufgesetzten Wassertropfen ergeben eine Erhöhung des Randwinkels von 68° (reines PA-6) auf 90° (Compound).
Beispiel 3
In einem Zweischneckenextruder (ZSK 30, Firma Werner & Pfleiderer) werden 5 kg/h PA-66 und 1 kg/h eines mit 4000 kGy strahlenmodifizierten PTFE-Feinpulvers bei 280°C extrudiert. Das Produkt wird granuliert und getrocknet. Der Compound wird über Spritzgießen zu Prüfkörpern für Gleitreibungsuntersuchungen gespritzt. Die Prüfung der Gleitreibungszahl ergab eine Senkung um 45 %.
Beispiel 4
In einem Zweischneckenextruder (ZSK 30, Firma Werner & Pfleiderer) werden 5 kg/h PA-6 und 5 kg/h eines mit 2000 kGy strahlenmodifizierten PTFE-Feinpulvers bei 265°C extrudiert. Das Produkt wird granuliert und getrocknet. Der Compound wird über Spritzgießen zu Prüfkörpern für Gleitreibungsuntersuchungen gespritzt. Die Prüfung der Gleitreibungszahl ergab eine Senkung um 65 %. Die Randwinkelmessungen mit einem aufgesetzten Wassertropfen ergeben eine Erhöhung des Randwinkels von 65° (reines PA-6) auf 105° (Compound).
Beispiel 5
In einem Kneter (Firma Buss AG) werden 5 kg/h PA-6 und 7 kg/h eines mit 2000 kGy strahlenmodifizierten PTFE-Feinpulvers bei 250°C schmelzegemischt. Das Produkt wird granuliert und getrocknet.
Das erhaltene Batch wird in einem zweiten Schritt reaktiv mit maleinsäureanhydrid- gepfropftem Polyethylen im Verhältnis von 10 Masse-% Batch (Compound) und 90 Masse-% Polyethylen geblendet. Nach dem Verspritzen zu Gleitlagern und der strahlenchemischen Vernetzung werden wärmeformstabile Gleitlager erhalten, die eine um 40 % gesenkte Gleitreibungszahl aufwiesen. Beispiel 6
In einer Spritzgießmaschine (Firma Engel) werden 5 kg/h PA-6 und 1 kg/h eines mit 4000 kGy strahlenmodifizierten PTFE-Feinpulvers gemeinsam bei 260°C plastifiziert und zu Gleitlagern verspritzt. Die Gleitlager wiesen eine um 45 % gesenkte Gleitreibungszahl auf.
Beispiel 7
In einem Zweischneckenextruder (ZSK 30, Firma Werner & Pfleiderer) werden 5 kg/h PA-6 und 0,5 kg/h PTFE-Feinpulver bei 260°C extrudiert. Die Schmelze wird on-line zu einer Flachfolie bzw. Gleitfolie extrudiert.
Die Prüfung der Gleitreibungszahl ergab eine Senkung um 45 %. Die Randwinkelmessungen mit einem aufgesetzten Wassertropfen ergeben eine Erhöhung des Randwinkels von 68° (reines PA-6) auf 95° (Flachfolie aus Compound).
Beispiel 8
In einem Laborkneter (Firma Brabender) werden bei 250°C 30 g PA 6 plastifiziert und in die Schmelze werden 30 g eines mit 1000 kGy strahlenmodifizerten PTFE-Feinpulvers zugegeben. Der Compound wird nach 5 min eliminiert. Der Compound wird mit PA-6 in einem Verhältnis von 1 : 1 in Ameisensäure gelöst und in einer Konzentration von 15 Masse-% an Polymer eingestellt. Über das Phaseninversionsverfahren wird die Lösung zu Pervaporationsmembran weiterverarbeitet. Die Randwinkelmessungen mit einem aufgesetzten Wassertropfen ergeben eine Erhöhung des Randwinkels von 68° (reines PA-6) auf 90° (Membran aus Compound, dichte Trennschicht), was eine starke Hydrophobierung bedeutet. In der Trennung von Alkohol-Wasser-Gemischen wird bei 30°C eine Erhöhung des Trennfaktors von 120 im Vergleich zu reinen PA-6-Pervaporationsmembranen erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Compounds aus Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) und Mischungen dieser Compounds mit weiteren Polymersubstanz(en), dadurch gekennzeichnet, daß modifizierte Perfluoralkylsubstanz(en) mit Polyamid-Verbindung(en) in Schmelze über eine reaktive Umsetzung homogenisiert werden.
2. Compounds nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierte(n) Perfluoralkylsubstanz(en) funktioneile Gruppen besitzen.
3. Compounds nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierte(n) Perfluoralkylsubstanz(en) als funktioneile Gruppen eine oder mehrere Carbonsäuregruppen und/oder eine oder mehrere Carbonsäurehalogenidgruppen und/oder eine oder mehrere Perfluoralkylengruppen besitzen.
4. Compounds nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierte(n) Perfluoralkylsubstanz(en) im Compound mit einem Anteil von 0,01 bis 90 Masse-% enthalten sind.
5. Compounds nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierte(n) Perfluoralkylsubstanz(en) im Compound mit einem Anteil von 1 bis 70 Masse-% enthalten sind.
6. Verfahren zur Herstellung eines Compounds nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß aliphatische und/oder teilaromatische Homo- und/oder Copolyamide und/oder Polyesteramide und/oder Polyetheramide und/oder Polyesteretheramide und/oder Polyimidamide und/oder Polyamidamine und/oder Gemische dieser Po- lyamidverbindung(en) mit weiteren Polymeren und modifizierte Perfluoralkylsubstanzen) ein- oder mehrstufig compoundiert und dabei oder anschließend reaktiv umgesetzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Polyamidverbin- dung(en) im Gemisch mit Polyolefin(en) und/oder Polyvinylverbindung(en) und/oder Polykondensat(en) wie Polyestem und Polycarbonaten und/oder Polyadditionsver- bindung(en) wie Polyurethane, als Ausgangsstoff eingesetzt oder während der Compoundierung zugesetzt oder nach der Compoundierung der Schmelze zugesetzt oder in einem Folgeschritt mit den Compounds umgesetzt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Poϊyamidverbin- dung(en) Polyamid 6 und/oder Polyamid 6,6 und/oder Polyamid 12 in reiner Form oder als gefüllte und/oder verstärkte Materialien eingesetzt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Compoundierung in einem Ein- und/oder Zweischneckenextruder und/oder einem Kneter und/oder einer Plastifiziereinheit einer Spritzgießmaschine durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive Umsetzung in einer Schmelze durchgeführt wird, wobei die Umsetzung bei Temperaturen mindestens über dem Schmelzpunkt der Polyamidverbindung(en) und vorzugsweise höher als 200°C durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder während und/oder nach der reaktiven Umsetzung eine Zumischung an reaktiven Massen realisiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere reaktive Umsetzung während oder nach der Compoundierung durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Perfluoralkylsubstanzen) strahlenchemisch abgebaute und modifizierte Perfluorcarbone eingesetzt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Perfluoralkylsubstanzen) strahlenchemisch abgebautes und modifiziertes PTFE, bevorzugt als Feinpulver, eingesetzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als PTFE ein mit einer Strahlendosis von größer 50 kGy und vorzugsweise mit einer Strahlendosis von größer 100 kGy strahlenchemisch abgebautes und modifiziertes PTFE eingesetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das PTFE in Gegenwart von Reaktanten, vorzugsweise unter Sauerstoffeinfluß strahlenchemisch abgebaut und modifiziert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Compounds aus Polyamidverbindung(en) und Perfluoralkylsubstanz(en) mit weiteren Polymeren vom Polyolefin-Typ und/oder vom Vinyl-Typ und/oder mit Polykondensat(en) und/oder mit Polyadditionsverbindung(en) direkt während der Compoundierung oder in einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt in einer Blendbildung umgesetzt und/oder mit reaktiven Massen gemischt werden.
18. Verwendung von nach Anspruch 6 hergestellten Compounds nach Anspruch 1 , die als Kompaktsubstanz und/oder als Oberflächenmodifizierungskomponente und/oder als Blendkomponente und/oder als Verbundwerkstoff und/oder als Additiv angewandt werden.
19. Verwendung nach Anspruch 18 von nach Anspruch 6 hergestellten Compounds nach Anspruch 1 , die in Reinsubstanz oder als Zusatz/Bestandteil in Gleitlagern oder in Gleitfilmen oder in Gleitfolien oder in Gleitlacken oder in oleophoben und/oder hydrophoben oder damit ausgerüsteten Teil- oder Kompaktmateriaiien oder in Formteilen oder in textilen Faden- oder Vlies- oder anderen textilen Flächengebilden oder in Mehrschicht-(folien-)materialien oder in Membranen oder als Lackadditiv oder als Lacksubstanz angewandt werden.
20. Verwendung nach Anspruch 18 von nach Anspruch 6 hergestellten Compounds nach Anspruch 1 , die als Thermoplastschmelze und/oder als reaktive Masse und/oder als Lösung und/oder aus der Lösung weiterverarbeitet werden.
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