WO2002000789A1 - Stabilisierte schwarze polyoxymethylenformmassen - Google Patents

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WO2002000789A1
WO2002000789A1 PCT/EP2001/007130 EP0107130W WO0200789A1 WO 2002000789 A1 WO2002000789 A1 WO 2002000789A1 EP 0107130 W EP0107130 W EP 0107130W WO 0200789 A1 WO0200789 A1 WO 0200789A1
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weight
polyethyleneimines
molding compositions
copolymers
thermoplastic molding
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PCT/EP2001/007130
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Burkhardt Dames
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Basf Aktiengesellschaft
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L59/00—Compositions of polyacetals; Compositions of derivatives of polyacetals

Definitions

  • Thermoplastic molding races containing as essential components
  • the invention relates to the use of the molding compositions according to the invention for the production of moldings of any kind and the moldings obtainable here, and the use of polyethyleneimines for stabilizing carbon black-containing polyoxymethylenes, in particular under thermal stress.
  • Polyoxymethylene homopolymers and / or copolymers have been known for a long time.
  • the polymers are distinguished by a number of excellent properties, so that they are suitable for a wide variety of industrial applications. Nevertheless, there has been no shortage of attempts to find means for improving workability, e.g. the flowability, solidification time etc. and / or to improve the mechanical properties and the dimensional stability of moldings produced from such polymers.
  • molding compositions which consist of 9 " 8 to 25% by weight of oxymethylene copolymers and 2 to 75% by weight of acicular calcium metasilicate are characterized by improved processability, dimensional stability and heat aging properties.
  • the prior art also includes stabilizing polyoxymethylene molding compositions by means of suitable additives.
  • polyoxymethylene molding compounds antioxidants such as sterically hindered phenol derivatives are added.
  • antioxidants such as sterically hindered phenol derivatives are added.
  • Such phenol derivatives are compiled, for example, in DE-A-27 02 661.
  • glass fiber-reinforced polyoxymethylene molding compositions are incorporated to improve the impact resistance of alkoxymethylmelamines.
  • polyoxymethylene molding compositions which are stabilized against the action of heat in the temperature range from 100 to 150 ° C. over a longer period of time are obtained by adding a partially etherified special melamine-formaldehyde condensation product.
  • DE-A-3 011 280 describes stabilized oxymethylene copolymer compositions which contain, as a stabilizer, a mixture of at least one amino-substituted triazine, at least one sterically hindered phenol and at least one metal-containing compound.
  • the metal-containing compounds here preferably consist of potassium, calcium, magnesium hydroxide or magnesium carbonate.
  • Elimination of formaldehyde can lead to a reduction in molecular weight and unpleasant odors.
  • polyoxymethylene molding compositions which contain a mixture of sterically hindered phenols and alkaline earth metal silicates and alkaline earth metal glycerophosphates as stabilizers. According to the description, polyamides can also be used as further costabilizers. Although these compositions have improved thermal stability, they are in need of improvement in terms of color quality and molecular weight reduction.
  • the present invention was therefore based on the object of providing carbon black-containing polyoxymethylene molding compositions which have improved thermal stability and less tendency to reduce molecular weight during processing (in particular by adding carbon black). Accordingly, the molding compositions defined at the outset were found. Preferred embodiments can be found in the subclaims. Furthermore, the use of polyethyleneimine to increase the thermal stability was found, in particular when loading polyoxymethylenes which are colored black to gray.
  • the molding compositions according to the invention contain, as component A), 5% by weight (99.99% by weight minus 1 ppb) of at least one polyoxymethylene homo- or copolymer.
  • the proportion of A) is preferably 30% by weight to (99.95% by weight minus 1 ppm), and in particular (80% by weight minus 1 ppm) to (99.9% by weight minus 1 ppm).
  • This information relates to the molding compositions from A) to D).
  • Such polymers are known per se to the person skilled in the art and are described in the literature. In general, these polymers have at least 50 mol% of repeating units -CH0- in the main polymer chain.
  • the homopolymers are generally prepared by polymerizing formaldehyde or trioxane, preferably in the presence of suitable catalysts.
  • polyoxymethylene copolymers are preferred as component A, in particular those which, in addition to the repeating units —CH0— up to 50, preferably 0.1 to 20, in particular 0.3 to 10 mol% and very particularly preferably 2 to 6 mol% of repeating units
  • R 1 to R 4 independently of one another are a hydrogen atom, a C 1 -C 4 -alkyl group or a halogen-substituted alkyl group having 1 to 4 C atoms and R 5 is a -CH 2 -, -CH 2 0-, one Ci to C 4 alkyl or C ⁇ to C 4 haloalkyl substituted methylene group or a corresponding oxymethylene group and n has a value in the range from 0 to 3.
  • These groups can advantageously be introduced into the copolymers by ring opening of cyclic ethers.
  • Preferred cyclic ethers are those of the formula
  • R 1 to R 5 and n have the meaning given above.
  • examples include ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,3-butylene oxide, 1,3-dioxane, 1,3-dioxolane and 1,3-dioxepane as cyclic ethers and linear oligo- or polyformals such as polydioxolane or polydioxepane as comonomers.
  • component A) are oxyethylene terpolymers which, for example, by reacting trioxane, one of the cyclic ethers described above with a third monomer, preferably bifunctional compounds of the formula
  • Preferred monomers of this type are ethylene diglycide, diglycidyl ether and diether from glycidylene and formaldehyde, dioxane or trioxane in a molar ratio of 2: 1 and diether from 2 mol of glycidyl compound and 1 mol of an aliphatic diol with 2 to 8 C atoms, for example the diglycidyl ethers of ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, cyclobutane-1,3-diol, 1,2-propanediol and cyclohexane-1,4-diol, to name just a few examples.
  • the preferred polyoxymethylene copolymers have melting points of at least 150 ° C. and molecular weights (weight average) M w in the range from 5000 to 200000, preferably from 7000 to 150,000.
  • End group-stabilized polyoxymethylene polymers which have C-C bonds at the chain ends are particularly preferred.
  • the thermoplastic molding compositions contain, as component B), from 1 ppb to 1% by weight of at least one polyethyleneimine homopolymer or copolymer.
  • the proportion of B) is preferably 1 ppm to 0.5% by weight and in particular 1 ppm to 3000 ppm.
  • This information relates to the molding compositions from A) to D).
  • the terms ppb and ppm have already been defined for component A).
  • polyethyleneimines are to be understood to mean both homopolymers and copolymers which, for example, are based on the processes in Ulimann Electronic Re- lease under the keyword "Aziridine” or according to WO-A 94/12560 are available.
  • the homopolymers are generally obtainable by polymerizing ethyleneimine (aziridine) in aqueous or organic solution in the presence of acid-releasing compounds, acids or Lewis acids.
  • Such homopolymers are branched polymers which generally contain primary, secondary and tertiary amino groups in a ratio of approximately 30% to 40% to 30%.
  • the distribution of the amino groups can generally be determined by means of 13 C-NMR spectroscopy.
  • Suitable comonomers are, for example, alkylenediamines having 2 to 10 carbon atoms in the alkylene radical, ethylenediamine and propylenediamine being preferred.
  • Other suitable comonomers are diethylene triamine, triethylene tetramine, tetraethylene pentamine, dipropylene triamine, tripropylene tetramine, dihexamethylene triamine, aminopropylethylleridiamine and bisaminopropylethylenediamine.
  • Polyethyleneimines usually have an average molecular weight (weight average) of 100 to 3.0 ⁇ 0.000, preferably of 800 to 2.000.000 (determined by means of light scattering).
  • the viscosity according to ISO 2555 (at 20 ° C.) is generally in the range from 100 to 200,000 mPas, preferably from 1000 to 100,000 mPas.
  • Crosslinked polyethyleneimines which are obtainable by reacting polyethyleneimines with bifunctional or polyfunctional crosslinking agents which have at least one halogenohydrin, glycidyl, aziridine, isocyanate or halogen atom as a functional group are also suitable.
  • Examples include his epichlorohydrin or bischlorohydrin ether of polyalkylene glycols with 2 to 100 ethylene oxide and / or propylene oxide units and the compounds listed in DE-A 19 93 17 20 and US 4 144 123.
  • Processes for the production of cross-linked polyethyleneimines include from the above Writings as well as EP-A 895 521 and EP-A 25 515 are known.
  • Grafted polyethyleneimines are also suitable, it being possible to use all compounds which can react with the amino or imino groups of the polyethyleneimines as grafting agents. Suitable grafting agents and processes for the preparation of grafted polyethyleneimines can be found, for example, in EP-A 675 914.
  • suitable polyethyleneimines for the purposes of the invention are amidated polymers which are usually obtainable by reacting polyethyleneimines with carboxylic acids, their esters or anhydrides, carboxamides or carboxylic acid halides. Depending on the proportion of the amidated nitrogen atoms in the polyethylene imine chain, the amidated polymers can subsequently be crosslinked with the crosslinking agents mentioned. Up to 30% of the amino functions are preferably amidated so that sufficient primary and / or 10 secondary nitrogen atoms are still available for a subsequent crosslinking reaction.
  • alkoxylated polyethyleneimines which can be obtained, for example, by reacting polyethyleneimine with ethylene oxide and / or propylene oxide. Aloxylated polymers of this type can also subsequently be crosslinked.
  • polyethyleneimines according to the invention include hydroxyl-containing polyethyleneimines and amphoteric polyethyleneimines (incorporation of anionic groups) and lipo-
  • compositions A) according to the invention contain 0.01 to 15, preferably 0.05 to 10 and in particular 0.1 to 5% by weight of carbon black as component C).
  • Carbon blacks with a pore volume (DBF dibutyl phthalate adsorption) according to DIN 53 601 of at least are suitable
  • the DBP adsorption rate is generally determined in accordance with DIN 53 601 or ASTM-D 2414 and represents a measure of the structure of the respective carbon black. Structure is understood to be the concatenation
  • Component C) preferably has a BET specific surface area (in accordance with DIN 60 132 or ASTM D 3037) of at least 20, preferably 300 m 2 / g.
  • the average primary particle size is usually 5 to 50, preferably 12 to 35 nm.
  • Such types of carbon black are available, for example, under the trademark Printex® XE2 (Degussa AG) or Ket en Black EC DJ 600 (Akzo), as well as furnace carbon blacks such as Printex ® 90, 75, 80, 85, 95.
  • the component masses according to the invention can contain 0 to 80, preferably 0 to 30% by weight of further additives as component D).
  • Suitable sterically hindered phenols D are in principle all compounds with a phenolic structure which have at least one sterically demanding group on the phenolic ring.
  • R 1 and R 2 are an alkyl group, a substituted alkyl group or a substituted triazole group, where the radicals R 1 and R 2 may be the same or different and R 3 is an alkyl group, a substituted alkyl group, an alkoxy group or a substituted amino group.
  • Antioxidants of the type mentioned are described for example in DE-A 27 02 661 (US-A 4 360 617).
  • Another group of preferred sterically hindered phenols is derived from substituted benzene carboxylic acids, in particular from substituted benzene propionic acids.
  • Particularly preferred compounds from this class are compounds of the formula
  • R 4 , R 5 , R 7 and R 8 independently represent Ci-Ca-alkyl groups, which in turn can be substituted (at least one of them is a sterically demanding group) and R 6 is a divalent aliphatic radical with 1 to 10 C atoms means that can also have CO bonds in the main chain.
  • the antioxidants (D), which can be used individually or as mixtures, are usually present in an amount of up to 2% by weight, preferably from 0.005 to 2% by weight, in particular 0.1 to 1% by weight on the total weight of the molding compositions A) to C).
  • sterically hindered phenols with no more than one sterically hindered group ortho to the phenolic hydroxyl group have proven to be particularly advantageous; especially when assessing the color stability when stored in diffuse light over long periods of time.
  • the polyamides which can be used as component D) are known per se. Semi-crystalline or amorphous resins, e.g. in the Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, pp. 315 to 489, John Wiley & Sons, Inc., 1988, can be used, the melting point of the polyamide preferably being below 225 ° C. is preferably below 215 ° C.
  • Examples include polyhexamethylene azelaic acid amide, poly hexamethylene sebacic acid amide, polyhexamethylene dodecanedioic acid amide, poly-11-aminoundecanoic acid amide and bis (p-aminocyclohexyl) methane dodecanoic acid diamide or those obtained by ring opening of lactams, e.g. or products obtained from polylaurine lactam.
  • the production of these polyamides is also described in the aforementioned document.
  • the ratio of terminal amino groups to terminal acid groups can be controlled by varying the molar ratio of the starting compounds.
  • the proportion of the polyamide in the molding composition according to the invention is up to 2% by weight, preferably 0.005 to 1.99% by weight, preferably 0.01 to 0.08% by weight.
  • the dispersibility of the polyamides used can be improved by using a polycondensation product of 2,2-di- (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A) and epichlorohydrin.
  • Polycondensates are Phenoxy® (from Union Carbide Corporation) or Epikote® (from Shell).
  • the molecular weight of the polycondensates can vary within wide limits; in principle, the types available on the market are all suitable.
  • the polyoxymethylene molding compositions according to the invention can contain up to 2.0% by weight, preferably 0.005 to 0.5% by weight and in particular 0.01 to 0.3% by weight, based on the total weight of the Contain molding compounds of one or more alkaline earth metal silicates and / or alkaline earth metal glycerophosphates.
  • Calcium and in particular magnesium have proven to be excellent as alkaline earth metals for the formation of the silicates and glycerophosphates.
  • Calcium glycerophosphate and preferably magnesium glycerophosphate and / or calcium silicate and preferably magnesium silicate are expediently used, alkaline earth silicates, in particular those which are preferred by the formula, being particularly preferred
  • Me an alkaline earth metal preferably calcium or especially magnesium
  • x is a number from 1.4 to 10, preferably 1.4 to 6 and n is a number equal to or greater than 0, preferably 0 to 8.
  • the compounds are advantageously used in finely ground form. Products with an average particle size of less than 100 ⁇ m, preferably less than 50 ⁇ m, are particularly suitable.
  • Calcium and magnesium silicates and / or calcium and magnesium glycerophosphates are preferably used. These can be specified, for example, using the following key data:
  • CaO or MgO content 4 to 32% by weight, preferably 8 to 30% by weight and in particular 12 to 25% by weight,
  • Ratio Si0 2 CaO or Si0 2 : MgO (mol / mol): 1.4 to 10, preferably 1.4 to 6 and in particular 1.5 to 4, bulk density: 10 to 80 g / 100 ml, preferably 10 to 40 g / 100 ml and average parameter: less than 100 ⁇ m, preferably less than 50 ⁇ m and
  • CaO or MgO content greater than 70% by weight, preferably greater than 80% by weight, on ignition residue: 45 to 65% by weight melting point: greater than 300 ° C. and average grain size: less than 100 ⁇ m, preferably less than 50 ⁇ m.
  • Molding compositions up to 5, preferably 0.09 to 2 and in particular 0.1 to 0.7 at least one ester or amide of saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acids with 10 to 40 C-atoms, preferably 16 to 22 C-atoms with poly ⁇ lene or aliphatic saturated alcohols or amines with 2 to 40 C atoms, preferably 2 to 6 C atoms or an ether derived from alcohols and ethylene oxide.
  • the carboxylic acids can be 1- or 2-valent. Examples include pelargonic acid, palmitic acid, lauric acid, margaric acid, dodecanedioic acid, behenic acid and particularly preferably stearic acid, capric acid and montanic acid (mixture of fatty acids with 30 to 40 carbon atoms).
  • the aliphatic alcohols can be 1- to 4 -valent. Examples of alcohols are n-butanol, n-octanol, stearyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, pentaerythritol, with glycerol and pentaerythritol being preferred.
  • the aliphatic amines can be 1- to 3 -valent. Examples include stearylamine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, di (6-aminohexyl) amine, ethylenediamine and hexamethylenediamine being particularly preferred.
  • Preferred esters or amides are correspondingly glycerol distearate, glycerol tristearate, ethylenediamine distearate, glycerol monopalmitate, glycerol trilaurate, glycerol monobehenate and pentaerythritol tetrastearate.
  • Mixtures of different esters or amides or esters with amides can also be used in combination, the mixing ratio being arbitrary.
  • polyether polyols or polyester polyols which are esterified or etherified with mono- or polyvalent carboxylic acids, preferably fatty acids.
  • Suitable products are commercially available, for example, as Loxiol® EP 728 from Henkel KGaA.
  • Preferred ethers which are derived from alcohols and ethylene oxide have the general formula
  • R is an alkyl group having 6 to 40 carbon atoms and n is an integer greater than or equal to 1.
  • R is a saturated C 6 to cis fatty alcohol with n 50, which is commercially available as Lutensol® AT 50 from BASF.
  • the molding compositions according to the invention can contain 0 to 5, preferably 0.001 to 5% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight and in particular 0.05 to 1% by weight of a melamine-formaldehyde condensate.
  • This is preferably a precipitation condensate in finely divided form, which is crosslinked and water-insoluble.
  • the molar ratio of formaldehyde to melamine is preferably 1.2: 1 to " 10: 1, "" in particular 1.2: 1 to 2: 1.
  • the molding compositions according to the invention can contain 0.0001 to 1% by weight, preferably 0.001 to 0.8% by weight and in particular 0.01 to 0.3% by weight, of a nucleating agent.
  • Suitable nucleating agents are all known compounds, for example melamine cyanurate, boron compounds such as boron nitride, silica, pigments such as e.g. Heliogenblau® (copper phthalocyanine pigment; registered trademark of BASF Aktiengesellschaft) or branched polyoxymethylenes, which show a nucleating effect in these small amounts.
  • melamine cyanurate boron compounds such as boron nitride, silica
  • pigments such as e.g. Heliogenblau® (copper phthalocyanine pigment; registered trademark of BASF Aktiengesellschaft) or branched polyoxymethylenes, which show a nucleating effect in these small amounts.
  • talc is used as the nucleating agent, which is a hydrated magnesium silicate with the composition Mg 3 [(OH) z Si 4 ⁇ o] or MgO • 4 Si0 2 • H0.
  • Mg 3 [(OH) z Si 4 ⁇ o] or MgO • 4 Si0 2 • H0 are so-called three-layer phyllosilicates.
  • Mn, Ti, Cr, Ni, Na and K can be present on other trace elements, and the OH group can be partially replaced by fluoride.
  • the particle size of which is 100% ⁇ 20 ⁇ m is particularly preferably used.
  • the particle size distribution is usually determined by sedimentation analysis and is preferably:
  • Potassium titanate whiskers, carbon and preferably glass fibers may be mentioned as fillers in amounts of up to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight, the glass fibers being in the form of, for example, glass fabrics, mats, nonwovens and / or Glass egg rovings or cut glass silk made of low-alkali E-glass with a diameter of 5 to 200 ⁇ m, preferably 8 to 50 ⁇ m, can be used, the fibrous fillers preferably having an average length of 0.05 to 1 ⁇ m, in particular 0, after their incorporation , 1 to 0.5 ⁇ m.
  • Other suitable fillers are, for example, calcium carbonate or glass balls, preferably in ground form or mixtures of these fillers.
  • additives are, in amounts of up to 50, preferably 0 to 40,% by weight, impact-modifying polymers (also referred to below as rubber-elastic polymers or elastomers).
  • EPM ethylene-propylene
  • EPDM ethylene-propylene-diene
  • EPM rubbers generally have practically no more double bonds, whereas EPDM rubbers can have 1 to 20 double bonds / 100 carbon atoms.
  • diene monomers for EPDM rubbers are conjugated dienes such as isoprene and butadiene, non-conjugated dienes having 5 to 25 carbon atoms such as penta-1,4-diene, hexa-1,4-diene, hexa-1,5 -diene, 2, 5-dimethylhexa-l, 5-diene and 0cta-l, 4-diene, cyclic dienes such as cyclopentadiene, cyclohexadienes, cycloocta-dienes and dicyclopentadiene and alkenylnorbornenes such as 5-ethyliden-2-norbornene, 5- Butylidene-2-norbornene, 2-methallyl-5-norbornene, 2-isopropenyl-5-norbornene and tricyclodienes such as 3-methyl-tricyclo (5.2.1.0.2.6) -3, 8-decadiene or mixtures thereof.
  • Hexa-1,5-diene-5-ethylidene-norbornene and dicyclopentadiene are preferred.
  • the diene content of the EPDM rubbers is preferably 0.5 to 50, in particular 1 to 8,% by weight, based on the total weight of the rubber.
  • the EPDM rubbers can also be grafted with other monomers, e.g. with glycidyl (meth) acrylates, (meth) acrylic acid esters and (meth) acrylamides.
  • Another group of preferred rubbers are copolymers of ethylene with esters of (meth) acrylic acid.
  • the rubbers can also contain monomers containing epoxy groups. These monomers containing epoxy groups are preferably incorporated into the rubber by adding monomers of general formulas I or II containing epoxy groups to the monomer mixture
  • R 6 - R 10 represent hydrogen or alkyl groups with 1 to 6 carbon atoms and m is an integer from 0 to 20, g is an integer from 0 to 10 and p 'is an integer from 0 to 5.
  • the radicals R 6 to R 8 are preferably hydrogen, where m is 0 or 1 and g is 1.
  • the corresponding compounds are allyl glycidyl ether and vinyl glycidyl ether.
  • Preferred compounds of the formula II are epoxy group-containing esters of acrylic acid and / or methacrylic acid, such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate.
  • the copolymers advantageously consist of 50 to 98% by weight of ethylene, 0 to 20% by weight of monomers containing epoxy groups and the remaining amount of (meth) acrylic acid esters.
  • Copolymers of are particularly preferred
  • n-butyl acrylate 1 to 50, in particular 10 to 40% by weight of n-butyl acrylate and / or 2-ethylhexyl acrylate.
  • esters of acrylic and / or methacrylic acid are the methyl, ethyl, propyl and i- or t-butyl esters.
  • vinyl esters and vinyl ethers can also be used as comonomers.
  • the ethylene copolymers described above can be prepared by processes known per se, preferably by random copolymerization under high pressure and elevated temperature. Appropriate methods are generally known.
  • Preferred elastomers are also emulsion polymers, the production of which e.g. in Blackley in the monograph "Emulsion Polymerization" is described.
  • the emulsifiers and catalysts that can be used are known per se.
  • homogeneous elastomers or those with a shell structure can be used.
  • the shell-like structure is - determined by the order of addition of the individual monomers;
  • the morphology of the polymers is also influenced by this order of addition.
  • the monomers for the production of the rubber part of the elastomers are only representative of acrylates such as n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, corresponding methacrylates, butadiene and isoprene and mixtures thereof. These monomers' can be with other monomers such as styrene, acrylonitrile, vinyl ethers, and other acrylates or methacrylates, such as methyl - methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate and propyl copo- be lymerintestin.
  • the soft or rubber phase (with a glass transition temperature of below 0 ° C) of the elastomers can be the core, the outer shell or a middle shell (in the case of elastomers with more than two shells); in the case of multi-layer elastomers, several shells can also consist of a rubber phase.
  • one or more hard components are involved in the construction of the elastomer, these are generally made by polymerizing styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, acrylic acid esters and methacrylic - Acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate and methyl methacrylate as main monomers. In addition, smaller proportions of further comonomers can also be used here.
  • emulsion polymers which have reactive groups on the surface.
  • groups are, for example, epoxy, amino or amide groups as well as functional groups which are formed by using monomers of the general formula R 15 R ⁇ e
  • R 15 is hydrogen or a C 1 -C 4 -alkyl group
  • R 16 is hydrogen, a C 1 -C 4 -alkyl group or an aryl group, in particular phenyl,
  • Ss R 17 is hydrogen, a C ⁇ ⁇ to C ⁇ 0 alkyl group, a C - to C ⁇ 2 -aryl group or -ORis
  • R 18 is a C 1 -C 4 -alkyl or C 6 ⁇ to C 2 aryl group, which may optionally be substituted with O- or N-containing groups,
  • X is a chemical bond, a C ⁇ ⁇ to Cio alkylene or C 6 -C 2 arylene group or
  • the graft monomers described in EP-A 208 187 are also suitable for introducing reactive groups on the surface.
  • acrylamide, methacrylamide and substituted esters of acrylic acid or methacrylic acid such as (Nt-butylamino) ethyl methacrylate, (N, N-dimethylamino) ethyl acrylate, (N, N-dimethylamino) methyl acrylate and (N, N-diethylamino) called ethyl acrylate.
  • the particles of the rubber phase can also be crosslinked.
  • Monomers which act as crosslinkers are, for example
  • So-called graft-linking monomers can also be used, ie monomers with two or more polymerizable double bonds which are used in the polymer sation react at different speeds.
  • Compounds are preferably used in which at least one reactive group polymerizes at approximately the same rate as the other monomers, while the other reactive group (or reactive groups) polymerizes (polymerizes), for example, significantly more slowly.
  • the different polymerization rates result in a certain proportion of unsaturated double bonds in the rubber. If a further phase is subsequently grafted onto such a rubber, the double bonds present in the rubber react at least partially with the graft monomers to form chemical bonds, ie the grafted phase is at least partially linked to the graft base via chemical bonds.
  • graft-crosslinking monomers examples include monomers containing allyl groups, in particular allyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as allyl acrylate, allyl methacrylate, diallyl maleate, diallyl fumarate, diallyl itaconate or the corresponding monoallyl compounds of these dicarboxylic acids.
  • allyl groups in particular allyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as allyl acrylate, allyl methacrylate, diallyl maleate, diallyl fumarate, diallyl itaconate or the corresponding monoallyl compounds of these dicarboxylic acids.
  • graft-crosslinking monomers for further details, reference is made here, for example, to US Pat. No. 4,148,846.
  • the proportion of these crosslinking monomers in component D) is up to 5% by weight, preferably not more than 3% by weight, based on D).
  • graft polymers with a core and at least one outer shell have the following structure:
  • homogeneous, ie single-layer elastomers composed of buta-1, 3-diene, isoprene and n-butyl acrylate or their copolymers can also be used. These products can also be prepared by using crosslinking monomers or monomers with reactive groups.
  • the elastomers D) described can also be produced by other customary processes, for example by suspension polymerization.
  • thermoplastic polyurethanes as are described, for example, in EP-A 115 846 and EP-A 115 847 and EP-A 117 664.
  • the molding compositions according to the invention can also contain other conventional additives and processing aids.
  • Additives to scavenge formaldehyde (formaldehyde scavenger), plasticizers, adhesion promoters and pigments are only examples.
  • the proportion of such additives is generally in the range from 0.001 to 5% by weight.
  • the inventive molding compositions can, based on the total weight of components A) to D) 0 is preferably "10-2, ppm to 1.5, and especially 0.001 to 1 wt -% contain an alkali and / or alkaline earth metal compound..
  • alkaline earth and / or alkali metal cations can be used, with lithium, sodium, potassium and calcium cations being preferred.
  • alkali and / or alkaline earth compounds are to be understood as meaning those inorganic or organic salts which have an alkaline reaction in aqueous solution or suspensions.
  • inorganic salts are carbonates, hydrogen carbonates, hydroxides, oxides or phosphates, alkali carbonates such as potassium carbonate and sodium carbonate being particularly preferred.
  • Organic salts are, for example, alcoholates of C 2 to C ⁇ 2 alcohols, phenolates or salts of carboxylic acids with 2 to 12 C atoms, citrates, oxalates or tartrates being particularly preferred.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention are produced by mixing the components in a manner known per se, which is why detailed information is unnecessary here.
  • the components are advantageously mixed in an extruder.
  • Component B) and optionally component (s) C) and / or D) can, in a preferred production form, preferably be applied to the granules of A) at room temperature and then extruded.
  • thermoplastic melt A) is added to the thermoplastic melt A) by means of a solution, preferably an aqueous solution.
  • a solution preferably an aqueous solution. This usually has a solids content of 0.005 to 5, preferably 0.1 to 1%.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention are notable for a balanced range of properties and show very good thermal resistance, which shows little molding, discoloration and formaldehyde emissions when processed.
  • Such molded parts are therefore particularly suitable for use as shaped bodies such as chain links, sliding rollers, sliding rails or gear wheels.
  • D / 2 polyamide oligomer with a molecular weight of approximately 3000 produced from caprolactam, hexamethylenediamine, adipic acid and propionic acid (as molecular weight regulator) based on Examples 5-4 of US Pat. No. 3,960,984 ("PA-dicapped").
  • Sio2 MgO ratio 2.7 ol / mol bulk density 20 to 30 g / lOOm
  • component A was mixed with the amounts of components B to D given in the table in a dry mixer at a temperature of 23 ° C.
  • the mixture thus obtained was introduced into a twin-screw extruder with a degassing device, homogenized at 230 ° C., degassed and the homogenized mixture was extruded through a nozzle as a strand and pelletized.
  • GV N 2 The weight loss in percent of a sample from 1.2 g of granules when heated to 220 ° C under nitrogen for 2 hours.
  • GV Gut Weight loss in percent of a sample of 1.2 g granules when heated to 2 0 ° C in air for 2 hours.
  • the MVR was measured as indicated for component A).

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Abstract

Thermoplastische Formmassen, enthaltend als wesentliche Komponenten A) 5 bis (99,99 Gew.-% minus 1 ppb), bezogen auf die Komponenten A) bis D) eines Polyoxymethylenhomo- oder Copolymerisates, B) 1 ppb bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Formmassen aus A) bis D), mindestens eines Polyethylenimin-Homopolymerisates oder -copolymerisates, und C) 0,01 bis 15 Gew.-% Russ, D) 0 bis 80 Gew.-% weitere Zusatzstoffe, wobei die Summe der Gewichtsprozente der Komponenten A) bis D) jeweils 100 % ergibt.

Description

Stabilisierte schwarze Polyoxymethylenformmassen
Beschreibung
Thermoplastische Formraassen, enthaltend als wesentliche Komponenten
A) 5 bis (99,99 Gew. -% minus 1 ppb), bezogen auf die Komponenten A) bis D) eines Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisates
B) 1 ppb bis 1 Gew. -%, bezogen auf die Formmassen aus A) bis D) , mindestens eines Polyethylenimin-Homopolymerisates oder -Copolymerisates, und
C) 0,01 bis 15 Gew.-% Ruß
D) 0 bis 80 Gew.-% weitere Zusatzstoffe,
wobei die Summe der Gewichtsprozente der Komponenten
A) bis D) jeweils 100 % ergibt.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsge- mäßen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art und die hierbei erhältlichen Formkörper sowie die Verwendung von Polyethyleniminen zur Stabilisierung von rußhaltigen Polyoxy- methylenen, insbesondere bei thermischer Belastung.
Polyoxymethylen-homo und/oder -copolymerisate sind seit langem bekannt. Die Polymerisate zeichnen sich durch eine Anzahl ausgezeichneter Eigenschaften aus, so daß sie für die verschiedensten technischen Anwendungen geeignet sind. Dennoch hat es nicht an Versuchen gefehlt, Mittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit, z.B. der Fließfähigkeit, Erstarrungszeit u.a. und/oder zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften sowie der Dimensionsstabilität von aus derartigen Polymerisaten hergestellten Formkörpern zu finden.
Gemäß der Lehre der DE-A-23 19 359 zeichnen sich Formmassen, die aus 9"8 bis 25 Gew. -% Oxymethylencopolymerisaten und 2 bis 75 Gew.-% nadeiförmigem Calciummetasilikat bestehen, durch eine verbesserte Verarbeitbarkeit, Maßhaltigkeit und Wärmealterungseigenschaften aus. " Zum Stand der Technik gehört ferner, Polyoxymethylen-Formmassen durch geeignete Additive zu stabilisieren. Zu diesem Zwecke werden Polyoxymethylen-Formmassen Antioxidantien, wie z.B. sterisch gehinderte Phenolderivate zugesetzt. Derartige Phenolderivate sind z.B. in der DE-A-27 02 661 zusammengestellt.
Gemäß der EP-A-19 761 werden glasf serverstärkten Polyoxymethylen-Formmassen zur Verbesserung der Schlagzähigkeit Alkoxy- methylmelamine einverleibt. Polyoxymethylen-Formmassen, die gegen die Einwirkung von Wärme im Temperaturbereich von 100 bis 150°C über einen längeren Zeitraum stabilisiert sind, werden nach Angaben der EP-A-52 740 durch den Zusatz eines teilveretherten speziellen Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduktes erhalten. Die DE-A-3 011 280 beschreibt stabilisierte Oxymethylencopolymer- massen, die als Stabilisator eine Mischung aus mindestens einem aminosubsubstituierten Triazin, mindestens einem sterisch gehinderten Phenol und mindestens einer metallhaltigen Verbindung enthalten. Die metallhaltigen Verbindungen bestehen hierbei vorzugsweise aus Kalium-, Calcium-, Magnesiumhydroxid oder Magnesium- carbonat.
Trotz dieser Maßnahmen besitzen bekannte Polyoxymethylen-Formmassen jedoch für einige Anwendungen eine*nicht ausreichende thermische Stabilität, die die Verarbeitung zu Formkörpern nachteilig beeinflußt und beispielsweise zu Ablagerungen am Formwerkzeug oder zur Verschlechterung der Entformbarkeit beitragen und/oder beim späteren Gebrauch der Formkörper zu Verfärbungen und Verminderung der mechanischen Eigenschaften führt. Nachteilig ist ferner, daß die Mischungen noch Formaldehydaddukte enthalten können, welche bei der Verarbeitung bei erhöhten Temperaturen durch
Formaldehydabspaltung zu einer Erniedrigung des Molekulargewichts und Geruchsbelästigungen führen können.
Aus den DE-A 36 28 560, DE-A 36 28 561 und DE-A 36 28 562 sind Polyoxymethylen-Formmassen bekannt, die als Stabilisatoren eine Mischung aus sterisch gehinderten Phenolen und Erdalkalisilikaten und Erdalkaliglycerophosphaten enthalten. Ausweislich der Beschreibung können als weitere Costabilisatoren auch Polyamide eingesetzt werden. Diese Massen weisen zwar eine verbesserte Thermostabilität auf, sind jedoch hinsichtlich der Farbqualität und Molekulargewichtsabbau verbesserungswürdig.
In der DE-A 198 37 686 werden schwarze POM Formmassen vorgeschlagen, welche Redoxmittel als Stabilisatoren enthalten. Polyethylenimine als solche sind ebenfalls bekannt und werden bei der Papierherstellung verwendet: sie aggregieren die Papierfasern und binden störende Begleitstoffe, werden also als Aggregations - mittel und als Flockungs- bzw. Komplexierungsmittel verwendet, und verbessern die Naßfestigkeit des Papiers. Außerdem werden Polyethylenimine bei der Herstellung von Farben und Lacken und in laminierten Polypropylenmehrschichtfolien, sowie bei der Erdöl - und Erdgasförderung eingesetzt, schließlich auch zur Immobilisierung von Enzymen. Siehe Ulimann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Aufl., 1999 Electronic Release, Verlag VCH
Weinheim, Stichwort "Aziridiness", Kap. 6 "üses" (nachfolgend als "Ullmann Electronic Release" zitiert) . Die Verwendung von Poly- ethyleniminen als Bestandteil von thermoplastischen Formmassen ist bisher nicht bekannt.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ruß- haltige Polyoxymethylen-Formmassen zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Thermostabilität, geringere Neigung zum Molekulargewichtsabbau bei der Verarbeitung (insbesondere durch Rußzugabe) aufweisen. Demgemäß wurden die eingangs definierten Formmassen gefunden. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unter- ansprüchen zu entnehmen. Weiterhin wurde die Verwendung von Poly- ethylenimin zur Erhöhung der thermischen Stabilität insbesondere bei Belastung von Polyoxymethylenen, welche schwarz bis grau ein- gefärbt sind, gefunden.
Als Komponente A) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 5 Gew.- bis (99,99 Gew. -% minus 1 ppb), mindestens eines Polyoxymethylenhomo- oder copolymeren. Bevorzugt beträgt der Anteil von A) 30 Gew. -% bis (99,95 Gew. -% minus 1 ppm) , und insbesondere (80 Gew.- minus 1 ppm) bis (99,9 Gew.- minus 1 ppm). Diese Angaben sind auf die Formmassen aus A) bis D) bezogen. Es bedeuten ppb parts per billion (by weight) = 1:109 und ppm parts per mil- lion (by weight) = 1:106.
Die Schreibweise "(99,99 Gew. -% minus 1 ppb)" steht für den Anteil in Gewichtsprozent, den man erhält, wenn man 1 ppb von 99,99 Gew. -% subtrahiert. Die gewählte Schreibweise erschien übersichtlicher als die Angabe im Format "99,999...."" mit sehr vielen Neunen nach dem Dezimalkomma. Entsprechendes gilt für die Schreibweisen "(99,95 bzw. 99,99 Gew. -% minus 1 ppm) "und" (80 Gew.-% minus 1 ppm)".
Derartige Polymerisate sind dem Fachmann an sich bekannt und in der Literatur beschrieben. Ganz allgemein weisen diese Polymere mindestens 50 mol-% an wiederkehrenden Einheiten -CH0- in der Polymerhauptkette auf.
Die Homopolymeren werden im allgemeinen durch Polymerisation von Formaldehyd oder Trioxan hergestellt, vorzugsweise in der Gegenwart von geeigneten Katalysatoren.
Im Rahmen der Erfindung werden Polyoxymethylencopolymere als Komponente A bevorzugt, insbesondere solche, die neben den wiederkehrenden Einheiten .-CH0- noch bis zu 50, vorzugsweise 0,1 bis 20, insbesondere 0,3 bis 10 mol-% und ganz besonders bevorzugt 2 bis 6 mol-% an wiederkehrenden Einheiten
R2 R3 ■0- (R5)n-
R1 R4
aufweisen, wobei R1 bis R4 unabhängig voneinander ein Wasserstoff- atom, eine Ci-bis C4 -Alkylgruppe oder eine halogensubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und R5 eine -CH2-, -CH20-, eine Ci-bis C4-Alkyl- oder Cχ-bis C4-Haloalkyl substituierte Methylen- gruppe oder eine entsprechende Oxymethylengruppe darstellen und n einen Wert im Bereich von 0 bis 3 hat. Vorteilhafterweise können diese Gruppen durch Ringöffnung von cyclischen Ethern in die Copolymere eingeführt werden. Bevorzugte cyclische Ether sind solche der Formel
Figure imgf000005_0001
R4
wobei R1 bis R5 und n die oben genannte Bedeutung haben. Nur beispielsweise seien Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, 1,2-Butylen- oxid, 1,3-Butylenoxid, 1,3-Dioxan, 1,3-Dioxolan und 1,3-Dioxepan als cyclische Ether genannt sowie lineare Oligo- oder Polyformale wie Polydioxolan oder Polydioxepan als Comonomere genannt. Als Komponente A) ebenfalls geeignet sind Oxy ethylenterpoly- merisate, die beispielsweise durch Umsetzung von Trioxan, einem der vorstehend beschriebenen cyclischen Ether mit einem dritten Monomeren, , vorzugsweise bifunktionellen Verbindungen der Formel
Figure imgf000006_0001
und/oder
Figure imgf000006_0002
wobei Z eine chemische Bindung, -0-, -ORO- (R= Cχ-bis Ca-Alkylen oder C -bis Cs-Cycloalkylen) ist, hergestellt werden.
Bevorzugte Monomere dieser Art sind Ethylendiglycid, Diglycidyl- ether und Diether aus Glycidylen und Formaldehyd, Dioxan oder Trioxan im Molverhältnis 2 : 1 sowie Diether aus 2 mol Glycidyl- verbiridung und 1 mol eines aliphatischen Diols mit 2 bis 8 C-Ato- men wie beispielsweise die Diglycidylether von Ethylenglykol, 1, 4-Butandiol, 1, 3-Butandiol, Cyclobutan-l,3-diol, 1, 2-Propandiol und Cyclohexan-1, 4-diol, um nur einige Beispiele zu nennen.
Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Homo- und Copolymerisate sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so daß sich hier nähere Angaben erübrigen.
Die bevorzugten Polyoxymethylencopolymere haben Schmelzpunkte von mindestens 150°C und Molekulargewichte (Gewichtsmittelwert) Mw im Bereich von 5000 bis 200000, vorzugsweise von 7000 bis 150000.
Endgruppenstabilisierte Polyoxymethylenpolymerisate, die an den Kettenenden C-C-Bindungen aufweisen, werden besonders bevorzugt.
Die thermoplastischen Formmassen enthalten als Komponente B) erfindungsgemäß 1 ppb bis 1 Gew. -% mindestes eines Polyethylen- imin-Homopolymerisats oder -Copolymerisates. Bevorzugt beträgt der Anteil von B) 1 ppm bis 0,5 Gew. -% und insbesondere 1 ppm bis 3000 ppm. Diese Angaben beziehen sich auf die Formmassen aus A) bis D) . Die Bezeichnungen ppb und ppm wurden bereits bei Komponente A) definiert.
Unter Polyethyleniminen im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen sowohl Homo- als auch Copolymerisate verstanden werden, welche beispielsweise nach den Verfahren in Ulimann Electronic Re- lease unter dem Stichwort "Aziridine" oder gemäß WO-A 94/12560 erhältlich sind.
Die Homopolymerisate sind im allgemeinen durch Polymerisation von Ethylenimin (Aziridin) in wäßriger oder organischer Lösung in Gegenwart von säureabspal enden Verbindungen, Säuren oder Lewis - Säuren erhältlich. Derartige Homopolymerisate sind verzweigte Polymere, die in der Regel primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen im Verhältnis von ca. 30 % zu 40 % zu 30 % enthalten. Die Verteilung der Aminogruppen kann im allgemeinen mittels 13C-NMR Spektroskopie bestimmt werden.
Als Comonomere werden vorzugsweise Verbindungen eingesetzt, welche mindestens zwei Aminofunktionen aufweisen. Als geeignete Comonomere seien beispielsweise Alkylendiamine mit 2 bis 10 C- Atomen im Alkyenrest genannt, wobei Ethylendiamin und Propylen- diamin bevorzugt sind. Weiterhin geeignete Comonomere sind Diethylentria in, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylentriamin, Tripropylentetramin, Dihexamethylentriamin, Aminopropylethyleridiamin und Bisaminopropylethylendiamin.
Polyethylenimine weisen üblicherweise ein mittleres Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 100 bis 3.0Θ0.000, vorzugsweise von 800 bis 2.000.000 auf (bestimmt mittels LichtStreuung) . Die is- kosität gemäß ISO 2555 (bei 20°C) liegt im allgemeinen im Bereich von 100 bis 200.000 mPas, vorzugsweise von 1000 bis 100.000 mPas.
Darüber hinaus eignen sich vernetzte Polyethylenimine, die durch Reaktion von Polyethyleniminen mit bi- oder polyfunktionellen Vernetzern erhältlich sind, welche als funktionelle Gruppe mindestens eine Halogenhydrin- , Glycidyl-, Aziridin-, Isocyanateinheit oder ein Halogenatom aufweisen. Als Beispiele seinen Epichlor- hydrin oder Bischlorhydrinether von Polyalkylenglykolen mit 2 bis 100 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Einheiten sowie die in der DE-A 19 93 17 20 und US 4 144 123 aufgeführten Verbindungen genannt. Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyethyleniminen sind u.a. aus den o.g. Schriften sowie EP-A 895 521 und EP-A 25 515 bekannt.
Weiterhin sind gepfropfte Polyethylenimine geeignet, wobei als Pfropfmittel sämtliche Verbindungen eingesetzt werden können, die mit den Amino- bzw. Iminogruppen der Polyethylenimine reagieren können. Geeignete Pfropfmittel und Verfahren zur Herstellung von gepfropften Polyethyleniminen sind beispielsweise der EP-A 675 914 zu entnehmen. Ebenso geeignete Polyethylenimine im Sinne der Erfindung sind amidierte Polymerisate, die üblicherweise durch Umsetzung von Polyethyleniminen mit Carbonsäuren, deren Ester oder Anhydride, Carbonsäureamide oder Carbonsäurehalogenide erhältlich sind. Je 5 nach Anteil der amidierten Stickstoff tome in der Polyethylen- iminkette können die amidierten Polymerisate nachträglich mit den genannten Vernetzern vernetzt werden. Vorzugsweise werden hierbei bis zu 30 % der Aminofunktionen amidiert, damit für eine anschließende Vernetzungsreaktion noch genügend primäre und/oder 10 sekundäre Stickstoffatome zur Verfügung stehen.
Außerdem eignen sich alkoxylierte Polyethylenimine, die beispielsweise durch Umsetzung von Polyethylenimin mit Ethylen- oxid und/oder Propylenoxid erhältlich sind. Auch derartige aloxy- 15 lierte Polymerisate sind anschließend vernetzbar.
Als weitere geeignete erfindungsgemäße Polyethylenimine seien hydroxylgruppenhaltige Polyethylenimine und amphotere Polyethylenimine (Einbau von anionischen Gruppen) genannt sowie lipo-
20 phile Polyethylenimine, die in der Regel durch Einbau lang- kettiger Kohlenwasserstoffreste in die Polymerkette erhalten wer- • den. Verfahren zur Herstellung derartiger Polyethylenimine sind dem Fachmann bekannt, so daß sich weitere Einzelheiten hierzu erübrigen.
25
Als Komponente C) enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen A) 0,01 bis 15, vorzugsweise 0,05 bis 10 und insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-% Ruß. Geeignet sind Ruße mit einem Porenvolumen (DBF Dibutylphthalat -Adsorption) gemäß DIN 53 601 von mindestens
30 30 ml/g 100 g, vorzugsweise mindestens 50 ml/100 g.
Die DBP-Adsorptionsrate wird im allgemeinen nach DIN 53 601 oder ASTM-D 2414 bestimmt und stellt ein Maß für die Struktur des jeweiligen Rußes dar. Unter Struktur versteht man die Verkettung
35 von Rußprimärteilchen zu Aggregaten. Zur Bestimmung dieser Kenngröße wird zu 10 g Ruß, der in einem Kneter mit meßbarer Kraftübertragung (Plas ographen) vorgelegt wird, so lange Dibutylphthalat zugetropft, bis das maximale Drehmoment (Netzpunkt des Rußes) überschritten ist. 0
Vorzugsweise weist die Komponente C) eine spezifische Oberfläche nach BET (gemäß DIN 60 132 oder ASTM D 3037) von mindestens 20, vorzugsweise 300 m2/g.
5 Die mittlere Primärteilchengröße beträgt üblicherweise 5 bis 50, vorzugsweise 12 bis 35 nm. Derartige Rußtypen sind z.B unter dem Warenzeichen Printex® XE2 (Degussa AG) oder Ket en Black EC DJ 600 (Akzo) erhältlich sowie Furnace Ruße wie Printex® 90, 75, 80, 85, 95.
Als Komponente D) können die erfindungsgemäßen Forramassen 0 bis 80, vorzugsweise 0 bis 30 Gew. -% weiterer Zusatzstoffe enthalten.
Als sterisch gehinderte Phenole D) eignen sich prinzipiell alle Verbindungen mit phenolischer Struktur, die am phenolischen Ring mindestens eine sterisch anspruchsvolle Gruppe aufweisen.
Vorzugsweise kommen z.B. Verbindungen der Formel
Figure imgf000009_0001
in Betracht, in der bedeuten:
R1 und R2 eine Alkylgruppe, eine substituierte Alkylgruppe oder eine substituierte Triazolgruppe, wobei die Reste R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und R3 eine Alkylgruppe, eine substituierte Alkylgruppe, eine Alkoxigruppe oder eine substituierte Aminogruppe.
Antioxidantien der genannten Art werden beispielsweise in der DE-A 27 02 661 (US-A 4 360 617) beschrieben.
Eine weitere Gruppe bevorzugter sterisch gehinderter Phenole leiten sich von substituierten Benzolcarbonsäuren ab, insbesondere von substituierten Benzolpropionsäuren.
Besonders bevorzugte Verbindungen aus dieser Klasse sind Verbindungen der Formel
Figure imgf000009_0002
wobei R4, R5, R7 und R8 unabhängig voneinander Ci-Ca-Alkylgruppen darstellen, die ihrerseits substituiert sein können (mindestens eine davon ist eine sterisch anspruchsvolle Gruppe) und R6 einen zweiwertigen aliphatischen Rest mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet, der in der Hauptkette auch C-O-Bindungen aufweisen kann.
Bevorzugte Verbindungen, die dieser Formen entsprechen, sind
Figure imgf000010_0001
(Irganox® 245 der Firma Ciba-Geigy)
Figure imgf000010_0002
(Irganox® 259 der Firma Ciba-Geigy)
Beispielhaft genannt seien insgesamt als sterisch gehinderte Phe- nole:
2,2' -Methylen-bis- (4-methyl-6-tert .-butylphenol) , 1, 6-Hexandiol- bis [3- (3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionat] , Pentaery- thril-tetrakis- [3- (3, 5-di-tert .-butyl-4-hydroxyphenyl) -propio- nat] , Distraryl-3, 5-di-tert .-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat, 2,6,7-Trioxa-l-phosphabicyclo- [2.2.2] oct-4-yl-methyl-3, 5-di- tert .-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat, 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxy- phenyl-3 , 5-distearyl-thiotriazylamin, 2- (2 ' -Hydroxy-3 ' -hydroxy- 3' ,5' -di-tert.-butylphenyl) -5-chlorbenzotriazol, 2, 6-Di-tert. -bu- tyl-4-hydroxymethylphenol, 1, 3, 5-Trimethyl-2, 4, 6-tris- (3, 5-di- tert. -butyl-4-hydroxybenzyl) -benzo , 4,4' -Methylen-bis- (2 , 6-di- tert. -butylphenol) , 3, 5-Di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl-dimethyl- amin und N,N' -Hexamethylen-bis-3, 5-di-tert .-butyl-4-hydroxyhydro- cinnamid. Als besonders wirksam erwiesen haben sich und daher vorzugsweise verwendet werden 2,2' -Methylen-bis- (4-methyl-6-tert. -butylphe- nyl) , 1, 6-Hexandiol-bis- (3, 5-di-tert. -butyl-4-hydroxy- phenyl] -propionat (Irganox® 259), Pentaerythrityl-tetra- kis- [3- (3, 5-di-tert. -butyl-4-hydroxyphenyl) -propionat] und das vorstehend beschriebene Irganox® 245 der Firma Ciba Geigy, das besonders gut geeignet ist.
Die Antioxidantien (D) , die einzeln oder als Gemische eingesetzt werden können, sind üblicherweise in einer Menge bis zu 2 Gew.-%, vorzugsweise von 0,005 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1 Gew. -%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen A) bis C) enthal en.
In manchen Fällen haben sich sterisch gehinderte Phenole mit nicht mehr als einer sterisch gehinderten Gruppe in ortho-Stel- lung zur phenolischen Hydroxygruppe als besonders vorteilhaft erwiesen; insbesondere bei der Beurteilung der Farbstabilität bei Lagerung in diffusem Licht über längere Zeiträume.
Die als Komponenten D) verwendbaren Polyamide sind an sich bekannt. Halbkristalline oder amorphe Harze, wie sie z.B. in- der Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, S. 315 bis 489, John Wiley & Sons, Inc., 1988, beschrieben werden, kön- nen eingesetzt werden, wobei der Schmelzpunkt des Polyamids vorzugsweise unter 225°C, vorzugsweise unter 215°C liegt.
Beispiele hierfür sind Polyhexamethylenazelainsäureamid, Poly- hexamethylensebacinsäureamid, Polyhexamethylendodekandisäureamid, Poly-11-aminoundekansäureamid und Bis- (p-aminocyclohexyl) -methan- dodekansäurediamid oder die durch Ringöffnung von Lactamen, z.B. oder Polylaurinlactam erhaltenen Produkte. Auch Polyamide auf der Basis von Terephthal- oder Isophthalsäure als Säurekomponente und/oder Trimethylhexamethylendiamin oder Bis- (p-aminocyclo- hexyl) -propan als Diaminkomponente sowie Polyamidgrundharze, die durch Copolymerisation zweier oder mehrerer der vorgenannten Polymeren oder deren Komponenten hergestellt worden sind, sind geeignet.
Als besonders geeignete Polyamide seien Mischpolyamide auf der Grundlage von Caprolactam, Hexamethylendiamin, p,p' -Diaminodi- cyclohexylmethan und Adipinsaure genannt. Ein Beispiel hierfür ist das unter der Bezeichnung Ultramid® 1 C von der BASF Aktiengesellschaft vertriebene Produkt. Weitere geeignete Polyamide werden von der Firma Du Pont unter der Bezeichnung Elvamide® vertrieben.
Die Herstellung dieser Polyamide wird ebenfalls in der vorgenann- ten Schrift beschrieben. Das Verhältnis von endständigen Aminogruppen zu endständigen Säuregruppen kann durch Variation des Molverhältnisses der Ausgangsverbindungen gesteuert werden.
Der Anteil des Polyamids in der erfindungsgemäßen Formmasse be- trägt bis zu 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,005 bis 1,99 Gew. -^s, bevorzugt 0,01 bis 0,08 Gew.-%.
Durch die Mitverwendung eines Polykondensationsprodukts aus 2, 2-Di- (4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A) und Epichlorhydrin kann in manchen Fällen die Dispergierbarkeit der verwendeten Polyamide verbessert werden.
Derartige Kondensationsprodukte aus Epichlorhydrin und Bisphenol A sind kommerziell erhältlich. Verfahren zu deren Herstellung sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Handelsbezeichnungen der
Polykondensate sind Phenoxy® (der Union Carbide Corporation) bzw. Epikote® (Firma Shell) . Das Molekulargewicht der Polykondensate kann in weiten Grenzen variieren; prinzipiell sind die im Handel erhältlichen Typen sämtlich geeignet.
Als weitere Stabilisatoren können die erfindungsgemäßen Polyoxi- methylen-Formmassen bis zu 2,0 Gew. -%, vorzugsweise 0,005 bis 0,5 Gew. -% und insbesondere 0,01 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen eines oder mehrerer Erdalkalisilikate und/oder Erdalkaliglycerophosphate enthalten. Als Erdalkalimetalle zur Bildung der Silikate und Glycerophosphate haben sich vorzugsweise Calcium und insbesondere Magnesium vorzüglich bewährt. Anwendung finden zweckmäßigerweise Calciumglycerophosphat und vorzugsweise Magnesiumglycerophosphat und/oder Calciumsilikat und vorzugsweise Magnesiumsilikat, wobei als Erdalkalisilikate, insbesondere solche bevorzugt sind, die durch die Formel
Me • x Si02 • n H20
beschrieben werden, in der bedeuten
Me ein Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium oder insbesondere Magnesium,
x eine Zahl von 1,4 bis 10, vorzugsweise 1,4 bis 6 und n eine Zahl gleich oder größer als 0, vorzugsweise 0 bis 8.
Die Verbindungen werden vorteilhafterweise in feingemahlener Form eingesetzt. Produkte mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von kleiner als 100 μm, vorzugsweise von kleiner als 50 μm sind besonders gut geeignet .
Vorzugsweise Anwendung finden Calcium- und Magnesiumsilikate und/ oder Calcium- und Magnesiumglycerophosphate. Diese können beispielsweise durch die folgenden Kenndaten näher spezifiziert werden:
Calcium- bzw.- Magnesiumsilikat:
Gehalt an CaO bzw. MgO: 4 bis 32 Gew. -%, vorzugsweise 8 bis 30 Gew. -% und insbesondere 12 bis 25 Gew.-%,
Verhältnis Si02 : CaO bzw. Si02 : MgO (mol/mol) : 1,4 bis 10, vorzugsweise 1,4 bis 6 und insbesondere 1,5 bis 4, Schüttgewicht: 10 bis 80 g/100 ml, vorzugsweise 10 bis 40 g/100 ml und durchschnittliche Kenngröße: kleiner als 100 μm, vorzugsweise kleiner als 50 μm und
Calcium- bzw. Magnesiumglycerophosphate:
Gehalt an CaO bzw. MgO: größer als 70 Gew. -%, vorzugsweise größer als 80 Gew. - ' Glührückstand: 45 bis 65 Gew. -% Schmelzpunkt: größer als 300°C und durchschnittliche Korngröße: kleiner als 100 μm, vorzugsweise kleiner als 50 μm.
Als bevorzugte Schmiermittel D) können die erfindungsgemäßen
Formmassen bis zu 5, vorzugsweise 0,09 bis 2 und insbesondere 0,1 bis 0,7 mindestens eines Esters oder Amids gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Carbonsäuren mit 10 bis 40 C-Atomen bevorzugt 16 bis 22 C-Atomen mit Polyσlen oder aliphatischen ge- sättigten Alkoholen oder Aminen mit 2 bis 40 C-Atomen bevorzugt 2 bis 6 C-Atomen oder einem Ether, der sich von Alkoholen und Ethylenoxid ableitet, enthalten.
Die Carbonsäuren können 1- oder 2 -wertig sein. Als Beispiele seien Pelargonsäure, Palmitinsäure, Laurinsäure, Margarinsäure, Dodecandisäure, Behensäure und besonders bevorzugt Stearinsäure, Caprinsäure sowie Montansäure (Mischung aus Fettsäuren mit 30 bis 40 C-Atomen) genannt. Die aliphatischen Alkohole können 1- bis 4 -wertig sein. Beispiele für Alkohole sind n-Butanol, n-Octanol, Stearylalkohol, Ethylen- glykol, Propylenglykol , Neopentylglykol, Pentaerythrit, wobei Glycerin und Pentaerythrit bevorzugt sind.
Die aliphatischen Amine können 1- bis 3 -wertig sein. Beispiele hierfür sind Stearylamin, Ethylendiamin, Propylendiamin, Hexa- methylendiamin, Di (6-Aminohexyl) amin, wobei Ethylendiamin und Hexamethylendiamin besonders bevorzugt sind. Bevorzugte Ester oder Amide sind entsprechend Glycerindistearat, Glycerintristea- rat, Ethylendiamindistearat, Glycerinmonopalmitat, Glycerintri- laurat, Glycerinmonobehenat und Pentaerythrittetrastearat.
Es können auch Mischungen verschiedener Ester oder Amide oder Ester mit Amiden in Kombination eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist.
Weiterhin geeignet sind Polyetherpolyole oder Polyesterpolyole, welche mit ein- oder mehrwertigen Carbonsäuren, vorzugsweise Fettsäuren verestert bzw. verethert sind. Geeignete Produkte sind im Handel beispielsweise als Loxiol® EP 728 der Firma Henkel KGaA erhältlich.
Bevorzugte Ether, welche sich von Alkoholen und Ethylenoxid ableiten, weisen die allgemeine Formel
RO (CH2 CH2 0)n H
auf, in der R eine Alkylgruppe mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl größer/gleich 1 bedeutet.
Insbesondere bevorzugt für R ist ein gesättigter Cι6 bis Cis Fett- alkohol mit n « 50, welcher als Lutensol® AT 50 der Firma BASF im Handel erhältlich ist.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können 0 bis 5, bevorzugt 0,001 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 3 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 1 Gew.-% eines Melamin-Formaldehyd-Kondensates enthalten. Vorzugsweise ist dieses ein Fällungskondensat in fein- teiliger Form, welches vernetzt und wasserunlöslich ist. Das Mol- Verhältnis Formaldehyd zu Melamin beträgt vorzugsweise 1,2:1 bis "10:1,""insbesondere 1,2:1 bis 2:1. Aufbau und Verfahren zur Herstellung derartiger Kondensate sind der DE-A 25 40 207 zu entnehmen. Als Komponente D) können die erfindungsgemäßen Formmassen 0,0001 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,001 bis 0,8 Gew. -% und insbesondere 0,01 bis 0,3 Gew. -% eines Nukleierungsmittels enthalten.
Als Nukleierungsmittel kommen alle bekannten Verbindungen in Frage, beispielsweise Melamincyanurat, Borverbindungen wie Bor- nitrid, Kieselsäure, Pigmente wie z.B. Heliogenblau® (Kupfer- phtalocyaninpigment; eingetragenes Warenzeichen der BASF Aktiengesellschaft) oder verzweigte Polyoxymethylene, welche in diesen geringen Mengen eine nukleierende Wirkung zeigen.
Insbesondere wird als Nukleierungsmittel Talkum verwendet, welches ein hydratisiertes Magnesiumsilikat der Zusammensetzung Mg3 [ (OH) z Si4θιo] oder MgO • 4 Si02 • H0 ist. Diese sogenannten Drei-Schicht -Phyllosilikate weisen einen triklinen, monoklinen oder rhombischen Kristallaufbau auf mit blättchenförmigem Erscheinungsbild. An weiteren Spurenelementen können Mn, Ti, Cr, Ni, Na, und K anwesend sein, wobei die OH-Gruppe teilweise durch Fluorid ersetzt sein kann.
Besonders bevorzugt wird Talkum eingesetzt, dessen Teilchengrößen zu 100 % < 20 μm beträgt. Die Teilchengrößenverteilung wird üblicherweise durch Sedimentationsanalyse bestimmt und beträgt vorzugsweise:
< 20 μm 100 Gew . -%
< 10 μm 99 Gew. - %
< 5 μm 85 Gew . -%
< 3 μm 60 Gew. - %
< 2 μm 43 Gew . -%
Derartige Produkte sind im Handel als Micro-Tale I.T. extra (Fa. Norwegian Tale Minerals) erhältlich.
Als Füllstoffe in Mengen bis zu 50 Gew. -%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% seien beispielsweise Kaliumtitanat-Whisker, Kohlenstoff- und vorzugsweise Glasfasern genannt, wobei die Glasfasern z.B. in Form von Glasgeweben, -matten, -vliesen und/oder Glassei - denrovings oder geschnittener Glasseide aus alkaliarmem E-Glas mit einem Durchmesser von 5 bis 200 μm, vorzugsweise 8 bis 50 μm eingesetzt werden können, wobei die faserförmigen Füllstoffe nach ihrer Einarbeitung vorzugsweise eine mittlere Länge von 0,05 bis 1 μm, insbesondere 0,1 bis 0,5 μm aufweisen. Andere geeignete Füllstoffe sind beispielsweise Calciumcarbonat oder Glaskugeln, vorzugsweise in gemahlener Form oder Mischungen dieser Füllstoffe.
Als weitere Zusatzstoffe seien, in Mengen bis zu 50, vorzugsweise 0 bis 40 Gew. -^s, schlagzäh modifizierende Polymere (im folgenden auch als kautschukelastische Polymerisate oder Elastomere bezeichnet) genannt.
Bevorzugte Arten von solchen Elastomeren sind die sog. Ethylen- Propylen (EPM) bzw. Ethylen-Propylen-Dien- (EPDM) -Kautschuke.
EPM-Kautschuke haben im allgemeinen praktisch keine Doppelbindungen mehr, während EPDM-Kautschuke 1 bis 20 Doppelbindungen/ 100 C-Atome aufweisen können.
Als Dien-Monomere für EPDM-Kautschuke seien beispielsweise konjugierte Diene wie Isopren und Butadien, nicht-konjugierte Diene mit 5 bis 25 C-Atomen wie Penta-l,4-dien, Hexa-1, 4-dien, Hexa-1, 5-dien, 2, 5-Dimethylhexa-l, 5-dien und 0cta-l,4-dien, cyclische Diene wie Cyclopentadien, Cyclohexadiene, Cycloocta- diene und Dicyclopentadien sowie Alkenylnorbornene wie 5-Ethyl- iden-2-norbornen, 5-Butyliden-2-norbornen, 2-Methallyl-5-norbor- nen, 2-Isopropenyl-5-norbornen und Tricyclodiene wie 3-Methyl- tricyclo (5.2.1.0.2.6) -3, 8-decadien oder deren Mischungen genannt. Bevorzugt werden Hexa-1, 5-dien-5-Ethyliden-norbornen und Dicyclo- pentadien. Der Diengehalt der EPDM-Kautschuke beträgt vorzugsweise 0,5 bis 50, insbesondere 1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kautschuks.
Die EPDM-Kautschuke können auch mit weiteren Monomeren gepfropft sein, z.B. mit Glycidyl (meth) acrylaten, (Meth) acrylsäureestern und (Meth) acrylamiden.
Eine weitere Gruppe bevorzugter Kautschuke sind Copolymere des Ethylens mit Estern von (Meth) acrylsäur . Zusätzlich können die Kautschuke noch Epoxy-Gruppen enthaltende Monomere enthalten. Diese Epoxygruppen enthaltende Monomere werden vorzugsweise durch Zugabe Epoxygruppen enthaltenden Monomeren der allgemeinen Formeln I oder II zum Monomerengemisch in den Kautschuk eingebaut
Figure imgf000017_0001
CH2= CRlO— COO— (—CH2) p— CH—CHR9
(II)
\ /
O
wobei R6 - R10 Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen darstellen und m eine ganze Zahl von 0 bis 20, g eine ganze Zahl von 0 bis 10 und p' eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist.
Vorzugsweise bedeuten die Reste R6 bis R8 Wasserstoff, wobei m für 0 oder 1 und g für 1 steht. Die entsprechenden Verbindungen sind Allylglycidylether und Vinylglycidylether.
Bevorzugte Verbindungen der Formel II sind Epoxygruppen-enthal- tende Ester der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, wie Glycidyl- acrylat und Glycidylmethacrylat.
Vorteilhaft bestehen die Copolymeren aus 50 bis 98 Gew.-% Ethylen, 0 bis 20 Gew.-% Epoxygruppen enthaltenden Monomeren sowie der restlichen Menge an (Meth) acrylsäureestern.
Besonders bevorzugt sind Copolymerisate aus
50 bis 98 , insbesondere 55 bis 95 Gew.-% Ethylen, insbesondere 0,3 bis 20 Gew.-% Glycidylacrylat und/oder
0 bis 40, insbesondere 0,1 bis 20 Gew.-% Glycidylmethacrylat, und
1 bis 50, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat.
Weitere bevorzugte Ester der Acryl- und/oder Methacrylsäure sind die Methyl-, Ethyl-, Propyl- und i- bzw. t-Butylester.
Daneben können auch Vinylester und Vinylether als Comonomere eingesetzt werden. Die vorstehend beschriebenen Ethylencopolymeren können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, vorzugsweise durch statistische Copolymerisation unter hohem Druck und erhöhter Temperatur. Entsprechende Verfahren sind allgemein bekannt.
Bevorzugte Elastomere sind auch Emulsionspolymerisate, deren Herstellung z.B. bei Blackley in der Monographie "Emulsion Polymeri- zation" beschrieben wird. Die verwendbaren Emulgatoren und Katalystoren sind an sich bekannt.
Grundsätzlich können homogen aufgebaute Elastomere oder aber solche mit einem Schalenaufbau eingesetzt werden. Der schalenartige Aufbau wird u.a. durch die Zugabereihenfolge der einzelnen Monomeren -bestimmt; auch die Morphologie der Polymeren wird von dieser Zugabereihenfolge beeinflußt.
Nur stellvertretend seien hier als Monomere für die Herstellung des Kautschukteils der Elastomeren Acrylate wie z.B. n-Butyl- acrylat und 2-Ethylhexylacrylat, entsprechende Methacrylate, Butadien und Isopren sowie deren Mischungen genannt. Diese Monomeren 'können mit weiteren Monomeren wie z.B. Styrol, Acrylnitril, Vinylethern und weiteren Acrylaten oder Methacrylaten wie Methyl - methacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat und Propylacrylat copo- lymerisiert werden.
Die Weich- oder Kautschukphase (mit einer Glasübergangstemperatur von unter 0°C) der Elastomeren kann den Kern, die äußere Hülle oder eine mittlere Schale (bei Elastomeren mit mehr als zweischaligem Aufbau) darstellen; bei mehrschaligen Elastomeren können auch mehrere Schalen aus einer Kautschukphase bestehen.
Sind neben der Kautschukphase noch eine oder mehrere Hartkomponenten (mit Glasübergangstemperaturen von mehr als 20°C) am Aufbau des Elastomeren beteiligt, so werden diese im allgemeinen durch Polymerisation von Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, Acrylsäureestern und Methacryl- säureestern wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Methylmethacrylat als Hauptmonomeren hergestellt. Daneben können auch hier geringere Anteile an weiteren Comonomeren eingesetzt werden.
In einigen Fällen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, Emulsionspolymerisate einzusetzen, die an der Oberfläche reaktive Gruppen aufweisen. Derartige Gruppen sind z.B. Epoxy-, Amino- oder Amidgruppen sowie funktionelle Gruppen, die durch Mitver- wendung von Monomeren der allgemeinen Formel R15 Rιe
CH2= C— X— N— C— 17
°
eingeführt werden können,
wobei die Substituenten folgende Bedeutung haben können:
R15 Wasserstoff oder eine Cι~ bis C4-Alkylgruppe,
R16 Wasserstoff, eine Cι~ bis Cs-Alkylgruppe oder eine Arylgruppe, insbesondere Phenyl,
R17 Wasserstoff, eine Cι~ bis Cι0-Alkyl-, eine Cß- bis Cι2-Aryl- gruppe oder -ORis
R18 eine Cι~ bis Cs-Alkyl- oder Cβ~ bis Cι2-Arylgruppe, die gegebenenfalls mit O- oder N-haltigen Gruppen substituiert sein können,
X eine chemische Bindung, eine Cχ~ bis Cio-Alkylen- oder C6-Cι2-Arylengruppe oder
O
—c—Y
Auch die in der EP-A 208 187 beschriebenen Pfropfmonomeren sind zur Einführung reaktiver Gruppen an der Oberfläche geeignet.
Als weitere Beispiele seien noch Acrylamid, Methacrylamid und substituierte Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure wie (N-t-Butylamino)ethylmethacrylat, (N,N-Dimethylamino) ethylacrylat, (N,N-Dimethylamino) methylacrylat und (N,N-Diethyl- amino) ethylacrylat genannt .
Weiterhin können die Teilchen der Kautschukphase auch vernetzt sein. Als Vernetzer wirkende Monomere sind beispielsweise
Buta-1, 3-dien, Divinylbenzol, Diallylphthalat, Butandioldiacrylat und Dihydrodicyclo- pentadienylacrylat sowie die in der EP-A 50 265 beschriebenen Verbindungen.
Ferner können auch sogenannte pfropfvernetzende Monomere (graft- linking monomers) verwendet werden, d.h. Monomere mit zwei oder mehr polymerisierbaren Doppelbindungen, die bei der Polymeri- sation mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten reagieren. Vorzugsweise werden solche Verbindungen verwendet, in denen mindestens eine reaktive Gruppe mit etwa gleicher Geschwindigkeit wie die übrigen Monomeren polymerisiert, während die andere reaktive Gruppe (oder reaktive Gruppen) z.B. deutlich langsamer polymerisiert (polymerisieren) . Die unterschiedlichen Polymerisationsgeschwindigkeiten bringen einen bestimmten Anteil an ungesättigten Doppelbindungen im Kautschuk mit sich. Wird anschließend auf einen solchen Kautschuk eine weitere Phase aufgepfropft, so reagieren die im Kautschuk vorhandenen Doppelbindungen zumindest teilweise mit den Pfropfmonomeren unter Ausbildung von chemischen Bindungen, d.h. die aufgepfropfte Phase ist zumindest teilweise über chemische Bindungen mit der Pfropfgrundlage verknüpft.
Beispiele für solche pfropfvernetzende Monomere sind Allylgruppen enthaltende Monomere, insbesondere Allylester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren wie Allylacrylat, Allylmethacrylat, Diallylmaleat, Diallylfumarat, Diallylitaconat oder die entsprechenden MonoallylVerbindungen dieser Dicarbonsäuren. Daneben gibt es eine Vielzahl weiterer geeigneter pfropfvernetzender Monomeren; für nähere Einzelheiten sei hier beispielsweise auf die US-PS 4 148 846 verwiesen.
Im allgemeinen beträgt der Anteil dieser vernetzenden Monomeren an der Komponente D) bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 3 Gew.-%, bezogen auf D) .
Nachfolgend seien einige bevorzugte Emulsionspolymerisate aufgeführt. Zunächst sind hier PfropfPolymerisate mit einem Kern und mindestens einer äußeren Schale zu nennen, die folgenden Aufbau haben:
Figure imgf000020_0001
Anstelle von Pfropfpolymerisaten mit einem mehrschaligen Aufbau können auch homogene, d.h. einschalige Elastomere aus Buta-1, 3-dien, Isopren und n-Butylacrylat oder deren Copolymeren eingesetzt werden. Auch diese Produkte können durch Mitverwendung von vernetzenden Monomeren oder Monomeren mit reaktiven Gruppen hergestellt werden. Die beschriebenen Elastomere D) können auch nach anderen üblichen Verfahren, z.B. durch Suspensionspolymerisation, hergestellt werden.
Als weitere geeignete Elastomere seien thermoplastische Polyurethane genannt, wie sie beispielsweise in der EP-A 115 846 und EP-A 115 847 sowie EP-A 117 664 beschrieben sind.
Selbstverständlich können auch Mischungen der vorstehend aufge- führten Kautschuktypen eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können noch weitere übliche Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel enthalten. Nur beispielhaf seien hier Zusätze zum Abfangen von Formaldehyd (Formaldehyd-Scavenger) , Weichmacher, Haftvermittler und Pigmente genannt. Der Anteil solcher Zusätze liegt im allgemeinen im Bereich von 0,001 bis 5 Gew.-%.
Als Komponente D) können die erfindungsgemäßen Formmassen bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis D) 0 bis 2, vorzugsweise "10 ppm bis 1,5 und insbesondere 0,001 bis 1 Gew. -% einer Alkali- und/oder Erdalkaliverbindung enthalten.
Es können allgemein alle Erdalkali- und/oder Alkalimetallkationen verwendet werden, wobei Lithium-, Natrium-, Kalium- und Calcium- Kationen bevorzugt sind.
Unter Alkali- und/oder Ξrdalkaliverbindungen sollen erfindungs- gemäß solche anorganischen oder organischen Salze verstanden werden, welche in wäßriger Lösung oder Suspensionen alkalisch reagieren.
Als anorganische Salze seien beispielsweise Carbonate, Hydrogen- carbonate, Hydroxide, Oxide oder Phosphate genannt, wobei Alkali - carbonate wie Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat besonders bevorzugt sind.
Organische Salze sind z.B. Alkoholate von C2-bis Cχ2 Alkoholen, Phenolate oder Salze von Carbonsäuren mit 2 bis 12 C-Atomen, wobei Citrate, Oxalate oder Tartrate besonders bevorzugt sind.
Besonders bevorzugt sind Alkalihydroxide, insbesondere Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid, welche vorzugsweise in Form einer wäßrigen 10 bis 70 %igen Lösung, vorzugsweise 40 bis 60 %ig bei der Herstellung der POM-Formmassen zugegeben werden, wobei die Dosierung gemeinsam mit dem Ruß erfolgen kann. Die Herstellung der erfindungsgemäßen thermoplas ischen Formmassen erfolgt durch Mischen der Komponenten in an sich bekannter Weise, weshalb sich hier detaillierte Angaben erübrigen. Vorteilhaft erfolgt die Mischung der Komponenten auf einem Extruder.
Die Komponente B) sowie gegebenenf lls die Komponente (n) C) und/ oder D) können in einer bevorzugten Herstellungsform vorzugsweise bei Raumtemperaturen auf das Granulat von A) aufgebracht und anschließend extrudiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Zugabe von B) in die Thermoplastschmelze A) mittels einer Lösung, vorzugsweise wässriger Lösung. Diese weist üblicherweise einen Fest- stoffgehalt von 0,005 bis 5 bevorzugt von 0,1 bis 1 % auf.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen zeichnen sich durch ein ausgewogenes Eigenschaftsspektrum aus und zeigen eine sehr gute thermische Beständigkeit, welche bei der Verarbeitung geringen Formbelag, Verfärbungen und Formaldehydemission zeigen. Daher eignen sich derartige Formteile insbesondere zur Anwendung als Formkörper wie Kettenglieder, Gleitrollen, Gleitschienen oder Zahnräder.
Beispiele
Es wurden folgende Komponenten eingesetzt:
Komponente A)
Polyoxymethylencopolymerisat aus 97,3 Gew.-% Trioxan und
2,7 Gew.-% Butandiolformal . Das Produkt enthielt noch ungefähr 3 Gew.-% nicht umgesetztes Trioxan und 5 Gew.-% thermisch instabile Anteile. Nach Abbau der thermisch instabilen Anteile hatte das Copolymer einen MVR von 2,2 ml/10 min (190°C, 2,16 kg, nach ISO 1133/B)
Komponenten B)
Figure imgf000022_0001
Komponente C)
Furnaceruß der Degussa AG (Printex®90) Teilchengröße: 14 nm DPB Adsorption 95 ml/100 g/BET Oberfläche 300 m2/g
Komponenten D)
D/1 Irganox® 245 der Firma Ciba Geigy:
Figure imgf000023_0001
D/2 Polyamid-Oligomeres mit einem Molekulargewicht von etwa 3000, hergestellt aus Caprolactam, Hexamethylendiamin, Adipinsäure und Propionsäure (als Molekulargewichtsregler) in Anlehnung an die Beispiele 5-4 der US-A 3 960 984 ("PA-dicapped") .
I D/3 Synthetisches Mg-Silicat (Ambosol® Firma Societe Nobel, Pu- teaux) mit folgenden Eigenschaften:
Gehalt an MgO >14,8 Gew. -%
Gehalt an Si02 > 59 Gew. -%
Verhältnis Sio2:MgO 2,7 ol/mol Schüttdichte 20 bis 30 g/lOOm
Glühverlust: < 25 Gew. -%
D/4 Ein Melamin-Formaldehyd-Kondensat gemäß Beispiel 1 der DE-A 25 40 207.
D/5 0,5%ige wäßrige Kaliumcarbonatlösung
Zur Herstellung der Formmassen wurde die Komponente A mit den in der Tabelle angegebenen Mengen der Komponenten B bis D in einem Trockenmischer bei einer Temperatur von 23°C gemischt. Die so erhaltene Mischung wurde in einem DoppelSchnecken- extruder mit Entgasungsvorrichtung eingebracht, bei 230°C homogenisiert, entgast und das homogenisierte Gemisch durch eine Düse als Strang ausgepreßt und granuliert.
Zur Prüfung der Thermostabilität wurden bestimmt: GV N2: Der Gewichtsverlust in Prozent einer Probe aus 1,2 g Granulat bei 2 -stündigem Erhitzen auf 220°C unter Stickstoff.
GV Luft: Gewichtsverlust in Prozent einer Probe aus 1,2 g Granulat bei 2-stündigem Erhitzen auf 2 0°C unter Luft.
Die Messung des MVR erfolgte wie bei Komponente A) angegeben.
Die Zusammensetzung der Formmassen und die Ergebnisse der Messungen sind den Tabellen 1 bis 4 zu entnehmen.
Tabelle 1: Vergleichsbeispiele
Figure imgf000024_0001
Tabelle 2
t
Figure imgf000025_0001
Tabelle 3
to
Figure imgf000026_0001
Tabelle 4
to
Figure imgf000027_0001

Claims

Patentansprüche
1. Thermoplastische Formmassen, enthaltend als wesentliche Kom- ponenten
A) 5 bis (99 , 99 Gew.-% minus 1 ppb), bezogen auf die Komponenten A) bis D) eines Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisates
B) 1 ppb bis 1 Gew. -%, bezogen auf die Formmassen aus A) bis D) , mindestens eines Polyethylenimin-Homopolymerisates oder -Copolymerisates, und
C) 0,01 bis 15 Gew. -% Ruß
D) 0 bis 80 Gew. -% weiterer Zusatzstoffe,
wobei die Summe der Gewichtsprozente der Komponenten
Af bis D) j eweils 100 % ergibt .
2. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, in denen die Komponente B) in einer Menge von 1 ppm bis 0,1 Gew.-% enthal- ten ist.
3. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 oder 2, in denen die Polyethylenimin-Polymerisate ausgewählt sind aus
- Homopolymeren des Ethylenimins
Copolymeren aus Ethylenimin und Aminen mit mindestens zwei Aminogruppen,
- vernetzten Polyethyleniminen,
gepfropften Polyethyleniminen,
amidierten Polymerisaten erhältlich durch Umsetzung von Polyethyleniminen mit Carbonsäuren oder Carbonsäure- estern, -anhydriden, -amiden oder -halogeniden, alkoxylierten Polyethyleniminen,
hydroxylgruppenhaltigen Polyethyleniminen,
- amphoteren Polyethyleniminen und
lipophilen Polyethyleniminen.
4. Verwendung von thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprü- chen 1 bis 3 zur Herstellung von Formkörpern, Folien, Fasern und Schäumen.
5. Formkörper, Folien, Fasern und Schäume erhältlich aus den thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4
6. Verwendung von Polyethylenimin-Homopolymerisaten oder -Copolymerisaten zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Polyoxymethylenhomo- oder copolymerisaten.
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