WO2007113116A1 - Wärmeleitfähige polyamide - Google Patents

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WO2007113116A1 PCT/EP2007/052728 EP2007052728W WO2007113116A1 WO 2007113116 A1 WO2007113116 A1 WO 2007113116A1 EP 2007052728 W EP2007052728 W EP 2007052728W WO 2007113116 A1 WO2007113116 A1 WO 2007113116A1
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Peter Eibeck
Jochen Engelmann
Ralf Neuhaus
Klaus Uske
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Basf Se
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Definitions

  • thermoplastic molding compositions comprising
  • thermoplastic polyamide A) 19.9 to 59.9 wt .-% of a thermoplastic polyamide.
  • the invention relates to the use of the molding compositions according to the invention for the production of fibers, films and moldings of any kind, as well as the moldings obtainable in this case.
  • PA compositions containing MgO or Al oxide are known from JP-A 63/270,761.
  • thermal conductivity (WLF) of polymers can be increased by the addition of mineral or metallic fillers.
  • WLF thermal conductivity
  • the addition of large amounts of filler is necessary, which adversely affects the processability of the composites and the mechanical properties and the surface quality of the moldings obtainable therefrom.
  • the present invention was therefore based on the object to provide readily processable molding compositions that can be processed into moldings with increased thermal conductivity and good mechanical properties (in particular toughness).
  • the novel molding materials contain from 19.9 to 59.9, preferably from 20 to 49.8 and in particular from 27 to 49,% by weight of at least one polyamide.
  • the polyamides of the molding compositions according to the invention generally have a viscosity number of 70 to 350, preferably 70 to 170 ml / g, determined in a 0.5% strength solution in 96 wt .-% sulfuric acid at 25 ° C according to ISO 307th ,
  • Semicrystalline or amorphous resins having a weight average molecular weight of at least 5,000 e.g. U.S. Patents 2,071,250, 2,071,251, 2,130,523, 2,130,948, 2,241,322, 2,312,966, 2,512,606 and 3,393,210 are preferred.
  • Examples include polyamides derived from lactams having 7 to 13 ring members, such as polycaprolactam, polycapryllactam and polylaurolactam and polyamides obtained by reacting dicarboxylic acids with diamines.
  • Suitable dicarboxylic acids are alkanedicarboxylic acids having 6 to 12, in particular 6 to 10, carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids.
  • adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and terephthalic and / or isophthalic acid are mentioned as acids.
  • Suitable diamines are in particular alkanediamines having 6 to 12, in particular 6 to 8 carbon atoms and m-xylylenediamine, di (4-aminophenyl) methane, di (4-amino-cyclohexyl) methane, 2,2-di (4 -aminophenyl) -propane, 2,2-di (4-aminocyclohexyl) propane or 1, 5-diamino-2-methyl-pentane.
  • Preferred polyamides are polyhexamethylene adipamide, polyhexamethylene sebacamide and polycaprolactam and also copolyamides 6/66, in particular with a content of 5 to 95% by weight of caprolactam units.
  • polyamides are obtainable from ⁇ -aminoalkyl nitriles such as, for example, aminocapronitrile (PA 6) and adiponitrile with hexamethylenediamine (PA 66) by so-called direct polymerization in the presence of water, as for example in DE-A 10313681, EP-A 1 198491 and EP 922065 described.
  • ⁇ -aminoalkyl nitriles such as, for example, aminocapronitrile (PA 6) and adiponitrile with hexamethylenediamine (PA 66) by so-called direct polymerization in the presence of water, as for example in DE-A 10313681, EP-A 1 198491 and EP 922065 described.
  • polyamides which are e.g. are obtainable by condensation of 1, 4-diaminobutane with adipic acid at elevated temperature (polyamide 4.6). Manufacturing processes for polyamides of this structure are known e.g. in EP-A 38 094, EP-A 38 582 and EP-A 39 524 described.
  • polyamides which are obtainable by copolymerization of two or more of the abovementioned monomers or mixtures of a plurality of polyamides are suitable, the mixing ratio being arbitrary.
  • partially aromatic copolyamides as PA 6 / 6T and PA 66 / 6T have proven to be particularly advantageous, the triamine content is less than 0.5, preferably less than 0.3 wt .-% (see EP-A 299 444).
  • the production of the preferred partly aromatic copolyamides with a low triamine content can be carried out by the processes described in EP-A 129 195 and 129 196.
  • PA 1 1 1 1-aminoundecanoic acid
  • PA 46 tetramethylenediamine, adipic acid
  • PA 66 hexamethylenediamine, adipic acid
  • PA 610 hexamethylenediamine, sebacic acid
  • PA 612 hexamethylenediamine, decanedicarboxylic acid
  • PA 613 hexamethylenediamine, undecanedicarboxylic acid
  • PA 1212 1, 12-dodecanediamine, decanedicarboxylic acid
  • PA 1313 1, 13-diaminotridecane, undecanedicarboxylic acid
  • PA 6T hexamethylenediamine, terephthalic acid
  • PA MXD6 m-xylylenediamine, adipic acid
  • PA 6I hexamethylenediamine, isophthalic acid
  • PA 6-3-T trimethylhexamethylenediamine, terephthalic acid
  • PA 6 / 6T (see PA 6 and PA 6T)
  • PA 6/66 (see PA 6 and PA 66)
  • PA 6/12 see PA 6 and PA 12
  • PA 66/6/610 see PA 66, PA 6 and PA 610)
  • PA 6I / 6T see PA 6I and PA 6T
  • PA PACM 12 diaminodicyclohexylmethane, laurolactam PA 6I / 6T / PACM such as PA 6I / 6T + diaminodicyclohexylmethane
  • thermoplastic molding compositions contain as component B) according to the invention 40 to 80 wt .-% of an Al oxide or MgOxids or mixtures thereof.
  • the proportion B) in the novel molding materials is preferably from 50 to 70 and in particular from 50 to 60% by weight.
  • Suitable oxides preferably have an aspect ratio of less than 10, preferably less than 7.5 and in particular less than 5.
  • Preferred oxides have a BET surface area according to DIN 66131 of less than or equal to 14 m 2 / g, preferably less than or equal to 10 m 2 / g.
  • the preferred average particle diameter (dso) is from 0.2 to 20, preferably from 0.3 to 15 and in particular from 0.35 to 10 microns according to laser granulometry according to ISO 13320 EN.
  • Such products are commercially available, for example, from Almatis.
  • the molding compositions of the invention contain 0.1 to 2, preferably 0.2 to 1, 5 and in particular 0.25 to 1 wt .-% of a nigrosine.
  • Nigrosines are generally understood to mean a group of black or gray indulene-related phenazine dyes (azine dyes) in various embodiments (water-soluble, fat-soluble, gas-soluble) used in wool dyeing and printing, in black dyeing of silks, for dyeing of leather, shoe creams, varnishes, plastics, stoving lacquers, inks and the like, as well as being used as microscopy dyes.
  • azine dyes in various embodiments (water-soluble, fat-soluble, gas-soluble) used in wool dyeing and printing, in black dyeing of silks, for dyeing of leather, shoe creams, varnishes, plastics, stoving lacquers, inks and the like, as well as being used as microscopy dyes.
  • Component C) can be used as free base or as salt (eg hydrochloride). Further details on nigrosines can be found, for example, in the electronic lexicon Rompp Online, Version 2.8, Thieme-Verlag Stuttgart, 2006, keyword "nigrosine".
  • the molding compositions of the invention may contain 0 to 20, preferably up to 10 wt .-% of other additives.
  • the molding compositions according to the invention may contain 0 to 3, preferably 0.05 to 3, preferably 0.1 to 1, 5 and in particular 0.1 to 1 wt .-% of a lubricant.
  • the metal ions are preferably alkaline earth and Al, with Ca or Mg being particularly preferred.
  • Preferred metal salts are Ca-stearate and Ca-montanate as well as Al-stearate.
  • the carboxylic acids can be 1- or 2-valent. Examples which may be mentioned are pelargonic acid, palmitic acid, lauric acid, margaric acid, dodecanedioic acid, behenic acid and, with particular preference, stearic acid, capric acid and montanic acid (mixture of fatty acids having 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 monohydric to trihydric. Examples of these are stearylamine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, di (6-aminohexyl) amine, with ethylenediamine and hexamethylenediamine being particularly preferred.
  • preferred esters or amides are glycerol distearate, glycerol tristearate, ethylenediamine distearate, glycerol monopalmitate, glycerol trilaurate, glycerol monobehenate and pentaerythritol tetrastearate.
  • the molding compositions according to the invention may comprise heat stabilizers or antioxidants or mixtures thereof selected from the group consisting of copper compounds, sterically hindered phenols, sterically hindered aliphatic amines and / or aromatic amines.
  • Copper compounds may contain in the molding compositions according to the invention to 0.05 to 3, preferably 0.1 to 1, 5 and in particular 0.1 to 1 wt .-%, preferably as Cu (l) halide, in particular in admixture with an alkali halide , preferably KJ, in particular in a ratio of 1: 4, or of a sterically hindered phenol or an amine stabilizer or mixtures thereof.
  • Suitable salts of monovalent copper are preferably copper (I) acetate, copper (I) chloride, bromide and iodide. They are contained in amounts of 5 to 500 ppm copper, preferably 10 to 250 ppm, based on polyamide.
  • the advantageous properties are obtained in particular when the copper is present in molecular distribution in the polyamide.
  • This is achieved by adding to the molding compound a concentrate containing polyamide, a salt of monovalent copper and an alkali halide in the form of a solid, homogeneous solution.
  • a typical concentrate is e.g. from 79 to 95 wt .-% polyamide and 21 to 5 wt .-% of a mixture of copper iodide or bromide and potassium iodide.
  • the concentration of the solid homogeneous solution of copper is preferably between 0.3 and 3, in particular between 0.5 and 2 wt .-%, based on the total weight of the solution and the molar ratio of copper (I) iodide to potassium iodide is between 1 and 11, 5, preferably between 1 and 5.
  • Suitable polyamides for the concentrate are homopolyamides and copolyamides, in particular polyamide 6 and polyamide 6.6.
  • Suitable hindered phenols are in principle all compounds having 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, wherein 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 Pat. No. 4,360,617).
  • Another group of preferred sterically hindered phenols are derived from substituted benzenecarboxylic acids, especially substituted benzenepropionic acids.
  • Particularly preferred compounds of this class are compounds of the formula
  • R 4 , R 5 , R 7 and R 8 independently of one another represent d-Cs-alkyl groups which in turn may be substituted (at least one of which is a sterically demanding group) and R 6 is a divalent aliphatic radical having 1 to 10 C atoms means that may also have CO bonds in the main chain.
  • the phenolic antioxidants which may be used singly or as mixtures are in an amount of 0.05 to 3% by weight, preferably 0.1 to 1.5% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight .-%, based on the total weight of the molding compositions A) to E).
  • sterically hindered phenols having no more than one sterically hindered group ortho to the phenolic hydroxy group have been found to be particularly advantageous; especially when assessing color stability when stored in diffused light for extended periods of time.
  • the amine stabilizers may be present in the molding compositions of 0 to 3, preferably 0.01 to 2, preferably 0.05 to 1, 5 wt .-% of an amine stabilizer.
  • amine stabilizers Preferably suitable are sterically hindered amine compounds. There are e.g. Compounds of the formula
  • R is the same or different alkyl radicals
  • R ' is hydrogen or an alkyl radical and A represents an optionally substituted 2- or 3-membered alkylene chain.
  • Preferred components are derivatives of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, such as: 4-acetoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-stearoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-aryloyloxy-2, 2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4 -Phenoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-benzoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (phenylcarbamoyloxy) -2,2,6,6-tetramethylpiperidine.
  • 4-acetoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-stearoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-aryloyloxy-2,
  • Tris (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) benzene-1, 3,5-tricarboxylate suitable.
  • piperidine derivatives such as the dimethyl succinate polymer with 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-7-piperidinethanol or poly-6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1, 3,5-triazine-2,4-diyl (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) imino-1,6-hexanediyl (2,2,6,6-tetramethyl-14-piperidinyl) imino which, like bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, are particularly suitable.
  • Tinuvin® or Chimasorb® registered trademark of Ciba Spezialitätenchemie GmbH.
  • stabilizers which can be used according to the invention are also those based on secondary aromatic amines, such as adducts of phenylenediamine with acetone (Naugard® A), adducts of phenylenediamine with linolen, Naugard® 445 (II), N, N " -dinaphthyl- p-phenylenediamine (IM), N-phenyl-NT-cyclohexyl-p-phenylenediamine (IV) or mixtures of two or more thereof
  • additives D are, for example, in amounts of up to 10, preferably 1 to 5 wt .-% rubber-elastic polymers (often also referred to as impact modifiers, elastomers or rubbers).
  • these are copolymers which are preferably composed of at least two of the following monomers: ethylene, propylene, butadiene, isobutene, isoprene, chloroprene, vinyl acetate, styrene, acrylonitrile and acrylic or methacrylic acid esters having 1 to 18 C atoms in the alcohol component.
  • elastomers In the following some preferred types of such elastomers are presented. Preferred types of such elastomers are the so-called ethylene-propylene (EPM) and ethylene-propylene-diene (EPDM) rubbers.
  • EPM ethylene-propylene
  • EPDM ethylene-propylene-diene
  • EPM rubbers generally have practically no double bonds, while EPDM rubbers can have from 1 to 20 double bonds / 100 carbon atoms.
  • diene monomers for EPDM rubbers for example, 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-1,5-diene and octa-1,4-diene, cyclic dienes such as cyclopentadiene, cyclohexadienes, cyclooctadienes and dicyclopentadienes and also alkenylnorbornenes such as 5-ethylidene-2-norbornene, 5- Butylidene-2-norbornene, 2-methallyl-5-norbornene, 2-isopropenyl-5-norbornene and tricyclodienes such as 3-methyltricyclo (5.2.1.0.2.6) -3,8-decadiene or mixtures thereof.
  • the diene content of the EPDM rubbers is preferably 0.5 to 50, in particular 1 to 8 wt .-%, based on the total weight of the rubber.
  • EPM or EPDM rubbers may preferably also be grafted with reactive carboxylic acids or their derivatives.
  • reactive carboxylic acids or their derivatives e.g. Acrylic acid, methacrylic acid and its derivatives, e.g. Glycidyl (meth) acrylate, and called maleic anhydride.
  • Another group of preferred rubbers are copolymers of ethylene with acrylic acid and / or methacrylic acid and / or the esters of these acids.
  • the rubbers may still contain dicarboxylic acids such as maleic acid and fumaric acid or derivatives of these acids, e.g. Esters and anhydrides, and / or monomers containing epoxy groups.
  • dicarboxylic acid derivatives or monomers containing epoxy groups are preferably incorporated into the rubber by addition of monomers containing dicarboxylic acid or epoxy groups of the general formulas I or II or III or IV to the monomer mixture
  • R 1 to R 9 represent hydrogen or alkyl groups having 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 1 to R 9 preferably denote hydrogen, where m is O or 1 and g is 1.
  • the corresponding compounds are maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, allyl glycidyl ether and vinyl glycidyl ether.
  • Preferred compounds of the formulas I, II and IV are maleic acid, maleic anhydride and epoxy group-containing esters of acrylic acid and / or methacrylic acid, such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate and the esters with tertiary alcohols, such as t-butyl acrylate. Although the latter have no free carboxyl groups, their behavior is close to the free acids and are therefore termed monomers with latent carboxyl groups.
  • the copolymers advantageously consist of 50 to 98% by weight of ethylene, 0.1 to 20% by weight of monomers containing epoxy groups and / or methacrylic acid and / or monomers containing acid anhydride groups, and the remaining amount of (meth) acrylic acid esters.
  • 0.1 to 40 in particular 0.3 to 20 wt .-% glycidyl acrylate and / or glycidyl methacrylate, (meth) acrylic acid and / or maleic anhydride, and
  • 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 methods known per se, preferably by random copolymerization under high pressure and elevated temperature. Corresponding methods are generally known.
  • Preferred elastomers are also emulsion polymers, their preparation e.g. at Blackley in the monograph "Emulsion Polymerization".
  • the emulsifiers and catalysts which can be used are known per se.
  • homogeneously constructed 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.
  • acrylates such as e.g. N-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, corresponding methacrylates, butadiene and isoprene and their mixtures called.
  • monomers for the preparation of the rubber portion of the elastomers acrylates such as e.g. N-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, corresponding methacrylates, butadiene and isoprene and their mixtures called.
  • monomers may be reacted with other monomers such as e.g. Styrene, acrylonitrile, vinyl ethers and other acrylates or methacrylates such as methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate and propyl acrylate are copolymerized.
  • the soft or rubbery phase (having a glass transition temperature lower than 0 ° C.) of the elastomers may be the core, the outer shell, or a middle shell (for elastomers having more than two shell construction); in the case of multi-shell elastomers, it is also possible for a plurality of shells to consist of a rubber phase.
  • one or more hard components on the structure of the elastomer involved, these are generally prepared by polymerization of styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, Acrylklareestern and methacrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate and methyl methacrylate as the main monomers.
  • these hard components with glass transition temperatures of more than 2O 0 C
  • these are generally prepared by polymerization of styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, Acrylklareestern and methacrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate and methyl methacrylate as the main monomers.
  • methacrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate and methyl methacrylate as the
  • emulsion polymers which have reactive groups on the surface.
  • groups are, for example, epoxy, carboxyl, latent carboxyl, amino or amide groups and functional groups obtained by concomitant use of monomers of the general formula R 10 R 11
  • R 10 is hydrogen or a C 1 to C 4 alkyl group
  • R 11 is hydrogen, a C 1 to C 8 alkyl group or an aryl group, in particular
  • R 12 is hydrogen, a C 1 to C 10 alkyl, a C 1 to C 12 aryl group or -OR 13
  • R 13 is a C 1 to C 1 alkyl or C 1 to C 12 aryl group, which is optionally substituted by O or
  • X is a chemical bond, a C 1 -C 10 -alkylene or C 6 -C 12 -arylene group or
  • Z is a C 1 -C 10 -alkylene or C 1 -C 12 -arylene group.
  • 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) ethyl acrylate.
  • the particles of the rubber phase can also be crosslinked.
  • monomers acting as crosslinkers are buta-1,3-diene, divinylbenzene, diallyl phthalate and dihydrodicyclopentadienyl acrylate, and also the compounds described in EP-A 50 265.
  • graft-linking monomers ie monomers having two or more polymerizable double bonds which react at different rates during the polymerization. act. Preference is given to using those compounds in which at least one reactive group polymerizes at about the same rate as the other monomers, while the other reactive group (or reactive groups), for example, polymerizes (polymerizes) much more slowly.
  • the different polymerization rates entail 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 allyl-containing monomers, 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-containing monomers such as allyl acrylate, allyl methacrylate, diallyl maleate, diallyl fumarate, diallyl itaconate or the corresponding monoallyl compounds of these dicarboxylic acids.
  • allyl-containing monomers 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.
  • the proportion of these crosslinking monomers in the impact-modifying polymer is up to 5% by weight, preferably not more than 3% by weight, based on the impact-modifying polymer.
  • graft polymers with a core and at least one outer shell are listed.
  • graft polymers with a core and at least one outer shell are to be named here, which have the following structure:
  • graft polymers having a multi-shell structure it is also possible to use homogeneous, ie single-shell, elastomers of buta-1,3-diene, isoprene and n-butyl acrylate or copolymers thereof. These products can also be prepared by concomitant use of crosslinking monomers or monomers having reactive groups.
  • emulsion polymers examples include n-butyl acrylate / (meth) acrylic acid copolymers, n-butyl acrylate / glycidyl acrylate or n-butyl acrylate / glycidyl methacrylate copolymers, graft polymers having an inner core of n-butyl acrylate or butadiene-based and an outer shell of the above copolymers and copolymers of ethylene with comonomers which provide reactive groups.
  • the described elastomers may also be prepared by other conventional methods, e.g. by suspension polymerization.
  • Silicone rubbers as described in DE-A 37 25 576, EP-A 235 690, DE-A 38 00 603 and EP-A 319 290, are likewise preferred.
  • fibrous or particulate fillers D which may be mentioned are carbon fibers, glass fibers, glass spheres, amorphous silica, calcium silicate, calcium metasilicate, magnesium carbonate, kaolin, chalk, powdered quartz, mica, barium sulfate and feldspar, which are available in quantities of up to 20% by weight. %, in particular 1 to 15 wt .-% are used.
  • Preferred fibrous fillers are carbon fibers, aramid fibers and potassium titanate fibers, glass fibers being particularly preferred as E glass. These can be used as rovings or cut glass in the commercial forms.
  • the fibrous fillers can be surface-pretreated for better compatibility with the thermoplastic with a silane compound.
  • Suitable silane compounds are those of the general formula
  • O n is an integer from 2 to 10, preferably 3 to 4 m, an integer from 1 to 5, preferably 1 to 2 k, an integer from 1 to 3, preferably 1
  • Preferred silane compounds are aminopropyltrimethoxysilane, aminobutyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, aminobutyltriethoxysilane and the corresponding silanes which contain a glycidyl group as substituent X.
  • the silane compounds are generally used in amounts of 0.01 to 2, preferably 0.025 to 1, 0 and in particular 0.05 to 0.5 wt .-% (based on the fibrous fillers fillers) for surface coating.
  • acicular mineral fillers are also suitable.
  • the term "needle-shaped mineral fillers” is understood to mean a mineral filler with a pronounced, needle-like character.
  • An example is acicular wollastonite.
  • the mineral has a UD (length diameter) ratio of 8: 1 to 35: 1, preferably 8: 1 to 1: 1: 1.
  • the mineral filler may optionally be pretreated with the silane compounds mentioned above; however, pretreatment is not essential.
  • the platelet-shaped nanofillers according to the prior art are organically modified.
  • the addition of the platelet- or needle-shaped nanofillers to the nanocomposites according to the invention leads to a further increase in the mechanical strength.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention may contain customary processing auxiliaries, such as stabilizers, antioxidants, further agents against heat decomposition and decomposition by ultraviolet light, lubricants and mold release agents, colorants such as dyes and pigments, nucleating agents, plasticizers, flameproofing agents, etc.
  • customary processing auxiliaries such as stabilizers, antioxidants, further agents against heat decomposition and decomposition by ultraviolet light, lubricants and mold release agents, colorants such as dyes and pigments, nucleating agents, plasticizers, flameproofing agents, etc.
  • antioxidants and heat stabilizers are phosphites and other amines (eg TAD), hydroquinones, various substituted representatives of these Groups and mixtures thereof in concentrations up to 1 wt .-%, based on the weight of the thermoplastic molding compositions called.
  • TAD phosphites and other amines
  • hydroquinones various substituted representatives of these Groups and mixtures thereof in concentrations up to 1 wt .-%, based on the weight of the thermoplastic molding compositions called.
  • UV stabilizers which are generally used in amounts of up to 2% by weight, based on the molding composition, of various substituted resorcinols, salicylates, benzotriazoles and benzophenones may be mentioned.
  • inorganic pigments such as titanium dioxide, ultramarine blue, iron oxide and carbon black and / or graphite, furthermore organic pigments such as phthalocyanines, quinacridones, perylenes and also dyes such as nigrosine and anthraquinones as colorants.
  • sodium phenylphosphinate, alumina, silica and preferably talc may be used as nucleating agents.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention can be prepared by processes known per se, in which mixing the starting components in conventional mixing devices such as screw extruders, Brabender mills or Banbury mills and then extruded. After extrusion, the extrudate can be cooled and comminuted. It is also possible to premix individual components and then to add the remaining starting materials individually and / or likewise mixed.
  • the mixing temperatures are usually 230 to 320 ° C.
  • the components B) to C) and optionally D) can be mixed with a prepolymer, formulated and granulated.
  • the resulting granules are then condensed in solid phase under inert gas continuously or discontinuously at a temperature below the melting point of component A) to the desired viscosity.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention are characterized by good flowability combined with good mechanical properties, as well as a significantly improved thermal conductivity.
  • the molding compositions described are suitable for better dissipation of heat from heat sources.
  • the dissipated heat may be power loss of electrical assemblies or deliberately heat generated by heating elements.
  • Electrical components with power loss contain, for example, CPUs, resistors, ICs, batteries, rechargeable batteries, motors, coils, relays, diodes, printed conductors, etc.
  • the best possible contact between the heat source and the molding material must be produced so that heat can be released from the source via the molding compound to the environment (gaseous, liquid, solid).
  • thermal compounds can be used. The heat transfer works best if the heat source is injected with the molding compounds.
  • the molding compositions are also suitable for the production of heat exchangers.
  • Heat exchangers are usually flowed through by a hotter medium (gaseous, liquid), which releases heat via a wall to a cooler medium (usually also gaseous or liquid). Examples include radiators in the living area or cooling water radiator in the automobile.
  • a hotter medium gaseous, liquid
  • cooler medium usually also gaseous or liquid
  • the heat exchange between the participating media is usually improved by actively circulating, regardless of the wall material used.
  • PA 66 with a VZ of 75 ml / g (Ultramid® A15 from BASF AG)
  • Flexamine about 65% condensation product of diphenylamine and acetone / formaldehyde and about 35% of 4,4'-diphenyl-p-phenylenediamine
  • Exxelor® VA 1803 from Exxon Mobile Chemicals Ethylene-propylene copolymer (about 53% propylene) modified with about 1% maleic anhydride
  • the molding compositions were prepared on a ZSK 30 at a throughput of 10 kg / h and about 280 ° C flat temperature profile.
  • Component B) was added to melt A) at 2 metering points.
  • compositions of the molding compositions and the results of the measurements are shown in the table.

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Abstract

Thermoplastische Formmassen, enthaltend A) 19,9 bis 59,9 Gew.-% eines thermoplastischen Polyamids. B) 40 bis 80 Gew.-% eines Aluminiumoxides oder Magnesiumoxides oder deren Mischungen C) 0,1 bis 2 Gew.-% Nigrosin D) 0 bis 20 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe, wobei die Summe der Gewichtsprozente A) bis D) 100 % ergibt.

Description

Wärmeleitfähige Polyamide
Beschreibung
Die Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen, enthaltend
A) 19,9 bis 59,9 Gew.-% eines thermoplastischen Polyamids.
B) 40 bis 80 Gew.-% eines Aluminiumoxides oder Magnesiumoxides oder deren Mischungen C) 0,1 bis 2 Gew.-% Nigrosin
D) 0 bis 20 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe,
wobei die Summe der Gewichtsprozente A) bis D) 100 % ergibt.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Formmassen zur Herstellung von Fasern, Folien und Formkörpern jeglicher Art, sowie die hierbei erhältlichen Formkörper.
Der Zusatz von Nigrosin zu wärmestabilisierten, verstärkten PA-Zusammensetzungen ist beispielsweise aus der EP-A 813 568 bekannt. PA-Zusammensetzungen, welche MgO oder AI-Oxid enthalten, sind aus der JP-A 63/270 761 bekannt.
Es ist bekannt, dass sich die Wärmeleitfähigkeit (WLF) von Polymeren durch den Zusatz mineralischer oder metallischer Füllstoffe erhöhen lässt. Um nennenswerte Effekte zu erzielen, ist der Zusatz von großen Mengen Füllstoff nötig, was sich nachteilig auf die Verarbeitbarkeit der Komposite und die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenqualität der daraus erhältlichen Formkörper auswirkt.
Der vorliegenden Erfindung lag deswegen die Aufgabe zugrunde, gut verarbeitbare Formmassen bereitzustellen, die zu Formkörpern mit erhöhter thermischer Leitfähigkeit und guten mechanischen Eigenschaften (insbesondere Zähigkeit) verarbeitet werden können.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Formmassen gefunden. Bevorzugte Aus- führungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Als Komponente A) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 19,9 bis 59,9, vorzugsweise 20 bis 49,8 und insbesondere 27 bis 49 Gew.-% mindestens eines Polyamides. Die Polyamide der erfindungsgemäßen Formmassen weisen im allgemeinen eine Viskositätszahl von 70 bis 350, vorzugsweise 70 bis 170 ml/g auf, bestimmt in einer 0,5 gew.-igen Lösung in 96 gew.-%iger Schwefelsäure bei 25°C gemäß ISO 307.
Halbkristalline oder amorphe Harze mit einem Molekulargewicht (Gewichtsmittelwert) von mindestens 5.000, wie sie z.B. in den amerikanischen Patentschriften 2 071 250, 2 071 251 , 2 130 523, 2 130 948, 2 241 322, 2 312 966, 2 512 606 und 3 393 210 beschrieben werden, sind bevorzugt.
Beispiele hierfür sind Polyamide, die sich von Lactamen mit 7 bis 13 Ringgliedern ableiten, wie Polycaprolactam, Polycapryllactam und Polylaurinlactam sowie Polyamide, die durch Umsetzung von Dicarbonsäuren mit Diaminen erhalten werden.
Als Dicarbonsäuren sind Alkandicarbonsäuren mit 6 bis 12, insbesondere 6 bis 10 Koh- lenstoffatomen und aromatische Dicarbonsäuren einsetzbar. Hier seien nur Adipinsäu- re, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure und Terephthal- und/oder Isophthal- säure als Säuren genannt.
Als Diamine eignen sich besonders Alkandiamine mit 6 bis 12, insbesondere 6 bis 8 Kohlenstoffatomen sowie m-Xylylendiamin, Di-(4-aminophenyl)methan, Di-(4-amino- cyclohexyl)-methan, 2,2-Di- (4-aminophenyl)-propan, 2,2-Di-(4-aminocyclohexyl)- propan oder 1 ,5-Diamino-2-methyl-pentan.
Bevorzugte Polyamide sind Polyhexamethylenadipinsäureamid, Polyhexamethylen- sebacinsäureamid und Polycaprolactam sowie Copolyamide 6/66, insbesondere mit einem Anteil von 5 bis 95 Gew.-% an Caprolactam-Einheiten.
Weiterhin geeignete Polyamide sind erhältlich aus ω-Aminoalkylnitrilen wie beispielsweise Aminocapronitril (PA 6) und Adipodinitril mit Hexamethylendiamin (PA 66) durch sog. Direktpolymerisation in Anwesenheit von Wasser, wie beispielsweise in der DE-A 10313681 , EP-A 1 198491 und EP 922065 beschrieben.
Außerdem seien auch noch Polyamide erwähnt, die z.B. durch Kondensation von 1 ,4- Diaminobutan mit Adipinsäure unter erhöhter Temperatur erhältlich sind (Polyamid 4,6). Herstellungsverfahren für Polyamide dieser Struktur sind z.B. in den EP-A 38 094, EP-A 38 582 und EP-A 39 524 beschrieben.
Weiterhin sind Polyamide, die durch Copolymerisation zweier oder mehrerer der vorgenannten Monomeren erhältlich sind, oder Mischungen mehrerer Polyamide geeignet, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist. Weiterhin haben sich solche teilaromatischen Copolyamide wie PA 6/6T und PA 66/6T als besonders vorteilhaft erwiesen, deren Triamingehalt weniger als 0,5, vorzugsweise weniger als 0,3 Gew.-% beträgt (siehe EP-A 299 444).
Die Herstellung der bevorzugten teilaromatischen Copolyamide mit niedrigem Triamingehalt kann nach den in den EP-A 129 195 und 129 196 beschriebenen Verfahren erfolgen.
Die nachfolgende nicht abschließende Aufstellung enthält die genannten, sowie weite- re Polyamide A) im Sinne der Erfindung und die enthaltenen Monomeren.
AB-Polymere:
PA 4 Pyrrolidon
PA 6 ε-Caprolactam
PA 7 Ethanolactam
PA 8 Capryllactam
PA 9 9-Aminopelargonsäure
PA 1 1 1 1-Aminoundecansäure
PA 12 Laurinlactam
AA/BB-Polymere
PA 46 Tetramethylendiamin, Adipinsäure
PA 66 Hexamethylendiamin, Adipinsäure
PA 69 Hexamethylendiamin, Azelainsäure
PA 610 Hexamethylendiamin, Sebacinsäure
PA 612 Hexamethylendiamin, Decandicarbonsäure
PA 613 Hexamethylendiamin, Undecandicarbonsäure
PA 1212 1 ,12-Dodecandiamin, Decandicarbonsäure
PA 1313 1 ,13-Diaminotridecan, Undecandicarbonsäure
PA 6T Hexamethylendiamin, Terephthalsäure
PA MXD6 m-Xylylendiamin, Adipinsäure
AA/BB-Polymere
PA 6I Hexamethylendiamin, Isophthalsäure
PA 6-3-T Trimethylhexamethylendiamin, Terephthalsäure
PA 6/6T (siehe PA 6 und PA 6T)
PA 6/66 (siehe PA 6 und PA 66)
PA 6/12 (siehe PA 6 und PA 12)
PA 66/6/610 (siehe PA 66, PA 6 und PA 610)
PA 6I/6T (siehe PA 6I und PA 6T)
PA PACM 12 Diaminodicyclohexylmethan, Laurinlactam PA 6I/6T/PACM wie PA 6I/6T + Diaminodicyclohexylmethan
Laurinlactam, Dimethyl-diaminodicyclohexylmethan,
Isophthalsäure
Laurinlactam, Dimethyl-diaminodicyclohexylmethan,
Terephthalsäure PA PDA-T Phenylendiamin, Terephthalsäure
Die thermoplastischen Formmassen enthalten als Komponente B) erfindungsgemäß 40 bis 80 Gew.-% eines AI-Oxids oder MgOxids oder deren Mischungen. Bevorzugt beträgt der Anteil B) in den erfindungsgemäßen Formmassen 50 bis 70 und insbesondere 50 bis 60 Gew.-%
Geeignete Oxide weisen vorzugsweise ein Aspektverhältnis kleiner 10, bevorzugt kleiner 7,5 und insbesondere kleiner 5 auf.
Bevorzugte Oxide weisen eine BET-Oberfläche nach DIN 66131 von kleiner/gleich 14 m2/g, bevorzugt kleiner/gleich 10 m2/g auf.
Der bevorzugte mittlere Partikeldurchmesser (dso) beträgt von 0,2 bis 20, vorzugsweise von 0,3 bis 15 und insbesondere von 0,35 bis 10 μm gemäß Lasergranulometrie nach ISO 13320 EN.
Derartige Produkte sind beispielsweise von der Firma Almatis im Handel erhältlich.
Als Komponente C) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 0,1 bis 2, vor- zugsweise 0,2 bis 1 ,5 und insbesondere 0,25 bis 1 Gew.-% eines Nigrosins.
Unter Nigrosinen versteht man im allgemeinen eine Gruppe von schwarzen oder grauen, mit den Indulinen verwandten Phenazin-Farbstoffen (Azin-Farbstoffen) in verschiedenen Ausführungsformen (wasserlöslich, fettlöslich, spritlöslich), die bei Wollfärberei und -druck, beim Schwarzfärben von Seiden, zum Färben von Leder, Schuhcremes, Firnissen, Kunststoffen, Einbrennlacken, Tinten und dergleichen, sowie als Mikroskopiefarbstoffe Verwendung finden.
Man gewinnt die Nigrosine technisch durch Erhitzen von Nitrobenzol, Anilin und salz- saurem Anilin mit metall. Eisen und FeCb (Name von lateinischem niger = schwarz).
Die Komponente C) kann als freie Base oder auch als Salz (z.B. Hydrochlorid) eingesetzt werden. Weitere Einzelheiten zu Nigrosinen sind beispielsweise dem elektronischen Lexikon Römpp Online, Version 2.8, Thieme-Verlag Stuttgart, 2006, Stichwort „Nigrosin" zu entnehmen.
Als Komponenten D) können die erfindungsgemäßen Formmassen 0 bis 20, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe enthalten.
Als Komponente D) können die erfindungsgemäßen Formmassen 0 bis 3, bevorzugt 0,05 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1 ,5 und insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-% eines Schmiermittels enthalten.
Bevorzugt sind AI-, Alkali-, Erdalkalisalze oder Ester oder Amide von Fettsäuren mit 10 bis 44 C-Atomen, vorzugsweise mit 14 bis 44 C-Atomen.
Die Metallionen sind vorzugsweise Erdalkali und AI, wobei Ca oder Mg besonders bevorzugt sind.
Bevorzugte Metallsalze sind Ca-Stearat und Ca-Montanat sowie Al-Stearat.
Es können auch Mischungen verschiedener Salze eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist.
Die Carbonsäuren können 1- oder 2-wertig sein. Als Beispiele seien Pelargonsäure, Palmitinsäure, Laurinsäure, Margarinsäure, Dodecandisäure, Behensäure und beson- ders bevorzugt Stearinsäure, Caprinsäure sowie Montansäure (Mischung von 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, Ethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Pentaerythrit, wobei Glycerin und Pentaerythrit bevorzugt sind.
Die aliphatischen Amine können 1- bis 3-wertig sein. Beispiele hierfür sind Stearylamin, Ethylendiamin, Propylendiamin, Hexamethylendiamin, Di(6-Aminohexyl)amin, wobei Ethylendiamin und Hexamethylendiamin besonders bevorzugt sind. Bevorzugte Ester oder Amide sind entsprechend Glycerindistearat, Glycerintristearat, Ethylendiamin- distearat, Glycerinmonopalmitat, Glycerintrilaurat, Glycerinmonobehenat und Penta- erythrittetrastearat.
Es können auch Mischungen verschiedener Ester oder Amide oder Ester mit Amiden in Kombination eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist. Als weitere Komponenten D) können die erfindungsgemäßen Formmassen Wärmestabilisatoren oder Antioxidantien oder deren Mischungen, ausgewählt aus der Gruppe der Kupferverbindungen, sterisch gehinderter Phenole, sterisch gehinderter aliphati- scher Amine und/oder aromatischer Amine, enthalten.
Kupferverbindungen können in den erfindungsgemäßen Formmassen zu 0,05 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1 ,5 und insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-% enthalten, vorzugsweise als Cu-(l)-Halogenid, insbesondere in Mischung mit einem Alkalihalogenid, vorzugsweise KJ, insbesondere im Verhältnis 1 : 4., oder eines sterisch gehinderten Phenols oder eines Aminstabilisators oder deren Mischungen enthalten sein.
Als Salze des einwertigen Kupfers kommen vorzugsweise Kupfer(l)-Acetat, Kupfer(l)- Chlorid, -Bromid und -Jodid in Frage. Sie sind in Mengen von 5 bis 500 ppm Kupfer, vorzugsweise 10 bis 250 ppm, bezogen auf Polyamid, enthalten.
Die vorteilhaften Eigenschaften werden insbesondere erhalten, wenn das Kupfer in molekularer Verteilung im Polyamid vorliegt. Dies wird erreicht, wenn man der Formmasse ein Konzentrat zusetzt, das Polyamid, ein Salz des einwertigen Kupfers und ein Alkalihalogenid in Form einer festen, homogenen Lösung enthält. Ein typisches Kon- zentrat besteht z.B. aus 79 bis 95 Gew.-% Polyamid und 21 bis 5 Gew.-% eines Gemisches aus Kupferjodid oder -bromid und Kaliumjodid. Die Konzentration der festen homogenen Lösung an Kupfer liegt bevorzugt zwischen 0,3 und 3, insbesondere zwischen 0,5 und 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung und das molare Verhältnis von Kupfer(l)-Jodid zu Kaliumjodid liegt zwischen 1 und 11 ,5, vorzugsweise zwischen 1 und 5.
Geeignete Polyamide für das Konzentrat sind Homopolyamide und Copolyamide, insbesondere Polyamid 6 und Polyamid 6.6.
Als sterisch gehinderte Phenole 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 imgf000007_0001
in Betracht, in der bedeuten: R1 und R2 eine Alkylgruppe, eine substituierte Alkylgruppe oder eine substituierte Tri- azolgruppe, 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 substitu- ierten Benzolcarbonsäuren ab, insbesondere von substituierten Benzolpropionsäuren.
Besonders bevorzugte Verbindungen aus dieser Klasse sind Verbindungen der Formel
Figure imgf000008_0001
wobei R4, R5, R7 und R8 unabhängig voneinander d-Cs-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 Formel entsprechen, sind
Figure imgf000008_0002
(Irganox® 245 der Firma Ciba-Geigy
Figure imgf000008_0003
(Irganox® 259 der Firma Ciba-Geigy) Beispielhaft genannt seien insgesamt als sterisch gehinderte Phenole:
2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol), 1 ,6-Hexandiol-bis[3-(3,5-di-tert.-butyl- 4-hydroxyphenyl)-propionat], Pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-tert.-butyl-4- hydroxyphenyl)-propionat], Distearyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat, 2,6,7-Trioxa-1-phosphabicyclo-[2.2.2]oct-4-yl-methyl-3,5-di-tert.-butyl-4- hydroxyhydrocinnamat, 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl-3,5-distearyl-thiotriazylamin, 2-(2'-Hydroxy-3'-hydroxy-3',5'-di-tert.-butylphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2,6-Di-tert- butyl-4-hydroxymethylphenol, 1 ,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-butyl-4- hydroxybenzyl)-benzol, 4,4'-Methylen-bis-(2,6-di-tert.-butylphenol), 3,5-Di-tert.-butyl-4- hydroxybenzyl-dimethylamin.
Als besonders wirksam erwiesen haben sich und daher vorzugsweise verwendet werden 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol), 1 ,6-Hexandiol-bis-(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxyphenyl]-propionat (Irganox® 259), Pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di- tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat] sowie N,N'-Hexamethylen-bis-3,5-di-tert.-butyl- 4-hydroxyhydrocinnamid (Irganox® 1098) und das vorstehend beschriebene Irganox® 245 der Firma Ciba Geigy, das besonders gut geeignet ist.
Die phenolischen Antioxidantien, die einzeln oder als Gemische eingesetzt werden können, sind in einer Menge von 0,05 bis zu 3 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 1 ,5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen A) bis E) enthalten.
In manchen Fällen haben sich sterisch gehinderte Phenole mit nicht mehr als einer sterisch gehinderten Gruppe in ortho-Stellung zur phenolischen Hydroxygruppe als besonders vorteilhaft erwiesen; insbesondere bei der Beurteilung der Farbstabilität bei Lagerung in diffusem Licht über längere Zeiträume.
Die aminischen Stabilisatoren können in den erfindungsgemäßen Formmassen von 0 bis 3, bevorzugt 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,05 bis 1 ,5 Gew.-% eines Aminstabilisators enthalten sein. Vorzugsweise geeignet sind sterisch gehinderte Aminverbindungen. Es kommen z.B. Verbindungen der Formel
Figure imgf000009_0001
in Betracht, wobei
R gleiche oder verschiedene Alkylreste,
R' Wasserstoff oder einen Alkylrest und A eine gegebenenfalls substituierte 2- oder 3-gliedrige Alkylenkette bedeutet.
Bevorzugte Komponenten sind Derivate des 2,2,6,6-Tetramethylpiperidins wie: 4-Acetoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-Stearoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-Aryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-Methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-Benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-Cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin 4-Phenoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-Benzoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-(Phenylcarbamoyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin.
Ferner sind
Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)oxalat,
Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)malonat,
Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)adipat,
Bis(1 ,2,2,6,6-pentamethyl-piperidyl)sebacat, Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)terephthalat,
1 ,2-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxy)ethan,
Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)hexamethylen-1 ,6-dicarbamat,
Bis(1 -methyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-dipiperidyl)adipat und
Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)benzen-1 ,3,5-tricarboxylat geeignet.
Darüber hinaus sind höhermolekulare Piperidinderivate wie das Dimethylsuccinatpoly- mer mit 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-7-piperidinethanol oder Poly-6-(1 ,1 ,3,3-tetra- methylbutyl)amino-1 ,3,5-triazin-2,4-diyl(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino-1 ,6- hexandiyl(2,2,6,6-tetramethyl-14-piperidinyl)imino geeignet, welche wie Bis(2,2,6,6- tetramethyl-4-piperidyl)-sebazat besonders gut geeignet sind.
Derartige Verbindungen sind unter der Bezeichnung Tinuvin® oder Chimasorb® (eingetragenes Warenzeichen der Firma Ciba Spezialitätenchemie GmbH) im Handel er- hältlich.
Als weitere besondere bevorzugte Aminverbindung sei Uvinul® 4049 H der Firma BASF AG genannt:
Figure imgf000011_0001
Besonders bevorzugte Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Stabilisatoren sind auch solche auf der Basis sekundärer aromatischer Amine wie Addukte aus Phenylen- diamin mit Aceton (Naugard® A), Addukte aus Phenylendiamin mit Linolen, Naugard® 445 (II), N,N"-Dinaphthyl-p-phenylendiamin (IM), N-Phenyl-NT-cyclohexyl-p- phenylendiamin (IV) oder Mischungen von zwei oder mehreren davon
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0003
Weitere übliche Zusatzstoffe D) sind beispielsweise in Mengen bis zu 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% kautschukelastische Polymerisate (oft auch als Schlagzähmodifier, Elastomere oder Kautschuke bezeichnet).
Ganz allgemein handelt es sich dabei um Copolymerisate die bevorzugt aus mindes- tens zwei der folgenden Monomeren aufgebaut sind: Ethylen, Propylen, Butadien, Isobuten, Isopren, Chloropren, Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril und Acryl- bzw. Methacryl- säureester mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkomponente.
Derartige Polymere werden z.B. in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 14/1 (Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961). Seiten 392 bis 406 und in der Monographie von CB. Bucknall, "Toughened Plastics" (Applied Science Publishers, London, 1977) beschrieben.
Im folgenden werden einige bevorzugte Arten solcher Elastomerer vorgestellt. 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, wäh- rend 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-1 ,4- dien, Hexa-1 ,4-dien, Hexa-1 ,5-dien, 2,5-Dimethylhexa-1 ,5-dien und Octa-1 ,4-dien, cyc- lische Diene wie Cyclopentadien, Cyclohexadiene, Cyclooctadiene und Dicyclopen- tadien sowie Alkenylnorbornene wie 5-Ethyliden-2-norbornen, 5-Butyliden-2-norbornen, 2-Methallyl-5-norbornen, 2-lsopropenyl-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-Ethylidennorbornen und Dicyclopentadien. Der Diengehalt der EPDM-Kautschuke beträgt vorzugsweise 0,5 bis 50, insbesondere 1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kautschuks.
EPM- bzw. EPDM-Kautschuke können vorzugsweise auch mit reaktiven Carbonsäuren oder deren Derivaten gepfropft sein. Hier seien z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Derivate, z.B. Glycidyl(meth)acrylat, sowie Maleinsäureanhydrid genannt.
Eine weitere Gruppe bevorzugter Kautschuke sind Copolymere des Ethylens mit Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder den Estern dieser Säuren. Zusätzlich können die Kautschuke noch Dicarbonsäuren wie Maleinsäure und Fumarsäure oder Derivate dieser Säuren, z.B. Ester und Anhydride, und/oder Epoxy-Gruppen enthaltende Monomere enthalten. Diese Dicarbonsäurederivate bzw. Epoxygruppen enthaltende Monomere werden vorzugsweise durch Zugabe von Dicarbonsäure- bzw. Epoxygruppen enthaltenden Monomeren der allgemeinen Formeln I oder Il oder IM oder IV zum Mo- nomerengemisch in den Kautschuk eingebaut
R1C(COOR2)=C(COOR3)R4 (I)
c: :c
(ii) ,co o ,0,
6 / \ CHR7=CH (CH2)m O (CHR6)α CH CHR5 (III)
CH2=CR9 COO ( CH2)p CH-CHR8 (ιv)
\ /
O wobei R1 bis R9 Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen darstellen und m eine ganze Zahl von O bis 20, g eine ganze Zahl von O bis 10 und p eine ganze Zahl von O bis 5 ist
Vorzugsweise bedeuten die Reste R1 bis R9 Wasserstoff, wobei m für O oder 1 und g für 1 steht. Die entsprechenden Verbindungen sind Maleinsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid, Allylglycidylether und Vinylglycidylether.
Bevorzugte Verbindungen der Formeln I, Il und IV sind Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid und Epoxygruppen-enthaltende Ester der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, wie Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat und die Ester mit tertiären Alkoholen, wie t- Butylacrylat. Letztere weisen zwar keine freien Carboxylgruppen auf, kommen in ihrem Verhalten aber den freien Säuren nahe und werden deshalb als Monomere mit latenten Carboxylgruppen bezeichnet.
Vorteilhaft bestehen die Copolymeren aus 50 bis 98 Gew.-% Ethylen, 0,1 bis 20 Gew.-% Epoxygruppen enthaltenden Monomeren und/oder Methacrylsäure und/oder Säure-anhydridgruppen enthaltenden Monomeren sowie der restlichen Men- ge an (Meth)acrylsäureestern.
Besonders bevorzugt sind Copolymerisate aus
50 bis 98, insbesondere 55 bis 95 Gew.-% Ethylen,
0,1 bis 40, insbesondere 0,3 bis 20 Gew.-% Glycidylacrylat und/oder Glycidylmethacrylat, (Meth)acrylsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, und
1 bis 45, insbesondere 5 bis 40 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexyl-acrylat.
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 Polymerization" beschrieben wird. Die verwendbaren Emulgatoren und Katalysatoren sind an sich bekannt.
Grundsätzlich können homogen aufgebaute Elastomere oder aber solche mit einem Schalenaufbau eingesetzt werden. Der schalenartige Aufbau wird 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-Butylacrylat 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 Methylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat und Propylacrylat copolymerisiert werden.
Die Weich- oder Kautschukphase (mit einer Glasübergangstemperatur von unter O0C) 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 2O0C) am Aufbau des Elastomeren beteiligt, so werden diese im allgemeinen durch Polymerisation von Styrol, Acrylnitril, Methacryl- nitril, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern 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-, Carboxyl-, latente Carboxyl-, Amino- oder Amidgruppen sowie funktionelle Gruppen, die durch Mitverwendung von Monomeren der allgemeinen Formel R10 R11
CH2 = C X N C R12
O eingeführt werden können,
wobei die Substituenten folgende Bedeutung haben können:
R10 Wasserstoff oder eine d- bis C4-Al kylgruppe,
R11 Wasserstoff, eine d- bis Cs-Alkylgruppe oder eine Arylgruppe, insbesondere
Phenyl,
R12 Wasserstoff, eine d- bis Cio-Alkyl-, eine Ce- bis Ci2-Arylgruppe oder -OR13
R13 eine d- bis Cs-Alkyl- oder Ce- bis Ci2-Arylgruppe, die gegebenenfalls mit O- oder
N-haltigen Gruppen substituiert sein können,
X eine chemische Bindung, eine d- bis Cio-Alkylen- oder C6-Ci2-Arylengruppe oder
O
— C — Y
Y O-Z oder NH-Z und
Z eine d- bis Cio-Alkylen- oder Ce- bis Ci2-Arylengruppe.
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-Dimethyl- amino)ethylacrylat, (N,N-Dimethylamino)-methylacrylat und (N,N-Diethylamino)ethyl- acrylat genannt.
Weiterhin können die Teilchen der Kautschukphase auch vernetzt sein. Als Vernetzer wirkende Monomere sind beispielsweise Buta-1 ,3-dien, Divinylbenzol, Diallylphthalat und Dihydrodicyclopentadienylacrylat sowie die in der EP-A 50 265 beschriebenen Verbindungen.
Ferner können auch sogenannten pfropfvernetzende Monomere (graft-linking monomers) verwendet werden, d.h. Monomere mit zwei oder mehr polymerisierbaren Doppelbindungen, die bei der Polymerisation mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten re- agieren. 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 Polymerisations- geschwindigkeiten 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 Bindun- gen mit der Pfropfgrundlage verknüpft.
Beispiele für solche pfropfvernetzende Monomere sind Allylgruppen enthaltende Monomere, insbesondere Allylester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren wie AIIyI- acrylat, Allylmethacrylat, Diallylmaleat, Diallylfumarat, Diallylitaconat oder die entspre- chenden Monoallylverbindungen dieser Dicarbonsäuren. Daneben gibt es eine Vielzahl weiterer geeigneter pfropfvernetzender Monomerer; für nähere Einzelheiten sei hier beispielsweise auf die US-PS 4 148 846 verwiesen.
Im allgemeinen beträgt der Anteil dieser vernetzenden Monomeren an dem schlagzäh modifizierenden Polymer bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 3 Gew.-%, bezogen auf das schlagzäh modifizierende Polymere.
Nachfolgend seien einige bevorzugte Emulsionspolymerisate aufgeführt. Zunächst sind hier Pfropfpolymerisate mit einem Kern und mindestens einer äußeren Schale zu nen- nen, die folgenden Aufbau haben:
Figure imgf000016_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.
Beispiele für bevorzugte Emulsionspolymerisate sind n-Butylacrylat/(Meth)acrylsäure- Copolymere, n-Butylacrylat/Glycidylacrylat- oder n-Butylacrylat/Glycidylmethacrylat- Copolymere, Pfropfpolymerisate mit einem inneren Kern aus n-Butylacrylat oder auf Butadienbasis und einer äußeren Hülle aus den vorstehend genannten Copolymeren und Copolymere von Ethylen mit Comonomeren, die reaktive Gruppen liefern.
Die beschriebenen Elastomere können auch nach anderen üblichen Verfahren, z.B. durch Suspensionspolymerisation, hergestellt werden.
Siliconkautschuke, wie in der DE-A 37 25 576, der EP-A 235 690, der DE-A 38 00 603 und der EP-A 319 290 beschrieben, sind ebenfalls bevorzugt.
Selbstverständlich können auch Mischungen der vorstehend aufgeführten Kautschuk- typen eingesetzt werden.
Als weitere faser- oder teilchenförmige Füllstoffe D) seien Kohlenstofffasern, Glasfasern, Glaskugeln, amorphe Kieselsäure, Calciumsilicat, Calciummetasilicat, Magnesi- umcarbonat, Kaolin, Kreide, gepulverter Quarz, Glimmer, Bariumsulfat und Feldspat genannt, die in Mengen bis zu 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis 15 Gew.-% eingesetzt werden.
Als bevorzugte faserförmige Füllstoffe seien Kohlenstofffasern, Aramid-Fasern und Kaliumtitanat-Fasern genannt, wobei Glasfasern als E-Glas besonders bevorzugt sind. Diese können als Rovings oder Schnittglas in den handelsüblichen Formen eingesetzt werden.
Die faserförmigen Füllstoffe können zur besseren Verträglichkeit mit dem Thermoplasten mit einer Silanverbindung oberflächlich vorbehandelt sein.
Geeignete Silanverbindungen sind solche der allgemeinen Formel
(X-(C H2)n)k-S i-(O-Cm H2m+1 )4-k
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben: X NH?-, CH2-CH-, HO-,
O n eine ganze Zahl von 2 bis 10, bevorzugt 3 bis 4 m eine ganze Zahl von 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2 k eine ganze Zahl von 1 bis 3, bevorzugt 1
Bevorzugte Silanverbindungen sind Aminopropyltrimethoxysilan, Aminobutyltrimeth- oxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Aminobutyltriethoxysilan sowie die entsprechenden Silane, welche als Substituent X eine Glycidylgruppe enthalten.
Die Silanverbindungen werden im allgemeinen in Mengen von 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,025 bis 1 ,0 und insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-% (bezogen auf die faserförmi- gen Füllstoffe) zur Oberflächenbeschichtung eingesetzt.
Geeignet sind auch nadeiförmige mineralische Füllstoffe.
Unter nadeiförmigen mineralischen Füllstoffen wird im Sinne der Erfindung ein mineralischer Füllstoff mit stark ausgeprägtem nadeiförmigen Charakter verstanden. Als Beispiel sei nadeiförmiger Wollastonit genannt. Vorzugsweise weist das Mineral ein UD- (Länge Durchmesser)-Verhältnis von 8 : 1 bis 35 : 1 , bevorzugt von 8 : 1 bis 1 1 : 1 auf. Der mineralische Füllstoff kann gegebenenfalls mit den vorstehend genannten Silanverbindungen vorbehandelt sein; die Vorbehandlung ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Als weitere Füllstoffe seien Kaolin, calciniertes Kaolin, Wollastonit, Talkum und Kreide genannt sowie zusätzlich plättchen- oder nadeiförmige Nanofüllstoffe bevorzugt in
Mengen zwischen 0,1 und 10 % . Bevorzugt werden hierfür Böhmit, Bentonit, Montmo- rillonit, Vermicullit, Hektorit und Laponit eingesetzt. Um eine gute Verträglichkeit der plättchenförmigen Nanofüllstoffe mit dem organischen Bindemittel zu erhalten, werden die plättchenförmigen Nanofüllstoffe nach dem Stand der Technik organisch modifi- ziert. Der Zusatz der plättchen- oder nadeiförmigen Nanofüllstoffe zu den erfindungsgemäßen Nanokompositen führt zu einer weiteren Steigerung der mechanischen Festigkeit.
Als weitere Komponenten D) können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Form- massen übliche Verarbeitungshilfsmittel wie Stabilisatoren, Oxidationsverzögerer, weitere Mittel gegen Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes Licht, Gleit- und Entformungsmittel, Färbemittel wie Farbstoffe und Pigmente, Keimbildungsmittel, Weichmacher, Flammschutzmittel usw. enthalten.
Als Beispiele für Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren seien Phosphite und weitere Amine (z.B. TAD), Hydrochinone, verschiedene substituierte Vertreter dieser Gruppen und deren Mischungen in Konzentrationen bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der thermoplastischen Formmassen genannt.
Als UV-Stabilisatoren, die im allgemeinen in Mengen bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf die Formmasse, verwendet werden, seien verschiedene substituierte Resorcine, Salicyla- te, Benzotriazole und Benzophenone genannt.
Es können anorganische Pigmente, wie Titandioxid, Ultramarinblau, Eisenoxid und Ruß und/oder Grafit, weiterhin organische Pigmente, wie Phthalocyanine, Chinacrido- ne, Perylene sowie Farbstoffe, wie Nigrosin und Anthrachinone als Farbmittel zugesetzt werden.
Als Keimbildungsmittel können Natriumphenylphosphinat, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid sowie bevorzugt Talkum eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, in dem man die Ausgangskomponenten in üblichen Mischvorrichtungen wie Schneckenextrudern, Brabender-Mühlen oder Banbury-Mühlen mischt und anschließend extrudiert. Nach der Extrusion kann das Extrudat abgekühlt und zerkleinert werden. Es können auch einzelne Komponenten vorgemischt werden und dann die restlichen Ausgangsstoffe einzeln und/oder ebenfalls gemischt hinzugegeben werden. Die Mischtemperaturen liegen in der Regel bei 230 bis 320°C.
Nach einer weiteren bevorzugten Arbeitsweise können die Komponenten B) bis C) sowie gegebenenfalls D) mit einem Präpolymeren gemischt, konfektioniert und granuliert werden. Das erhaltene Granulat wird in fester Phase anschließend unter Inertgas kontinuierlich oder diskontinuierlich bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Komponente A) bis zur gewünschten Viskosität kondensiert.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen zeichnen sich durch eine gute Fließfähigkeit bei gleichzeitig guter Mechanik, sowie eine deutlich verbesserte Wärmeleitfähigkeit aus.
Diese eignen sich zur Herstellung von Fasern, Folien und Formkörpern jeglicher Art. Nachfolgend sind einige bevorzugte Beispiele genannt:
Die beschriebenen Formmassen eignen sich, um Wärme von Wärmequellen besser abzuführen.
Bei der abgeführten Wärme kann es sich um Verlustleistung von elektrischen Baugruppen oder auch um absichtlich, durch Heizelemente erzeugte Wärme handeln. Elektrische Baugruppen mit Verlustleistung enthalten z.B. CPUs, Widerstände, ICs, Batterien, Akkus, Motoren, Spulen, Relais, Dioden, Leiterbahnen, etc.
Um die Wärme abzuführen, muss ein möglichst guter Kontakt zwischen Wärmequelle und Formmasse hergestellt werden, so dass Wärme von der Quelle über die Formmasse an die Umgebung (gasförmig, flüssig, fest) abgegeben werden kann. Um die Qualität des Kontakts zu verbessern, können auch sogenannte Wärmeleitpasten eingesetzt werden. Am besten funktioniert der Wärmeabtransport, wenn die Wärmequelle mit den Formmassen umspritzt wird.
Daneben eignen sich die Formmassen auch für die Herstellung von Wärmetauschern. Wärmetauscher werden üblicherweise von einem heißeren Medium (gasförmig, flüssig) durchströmt, welches dabei über eine Wand Wärme an ein kühleres Medium (üblicherweise auch gasförmig oder flüssig) abgibt. Beispiele dafür sind Heizkörper im Wohnbereich oder Kühlwasserkühler im Automobil. Für die Eignung der beschriebenen Formmassen zur Herstellung von Wärmetauschern spielt es weder eine Rolle, ich welche Richtung Wärme transportiert wird, noch ist wichtig, ob heißes und/oder kühles Medium aktiv umgewälzt werden oder der freien Konvektion unterliegen. Allerdings wird in der Regel der Wärmeaustausch zwischen den beteiligten Medien durch aktives Umwälzen, unabhängig vom verwendeten Wandmaterial, verbessert.
Beispiele
Es wurden folgende Komponenten verwendet:
Komponente A/1 :
Polyamid 66 mit einer Viskositätszahl VZ von 125 ml/g, gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung in 96 gew.-%iger Schwefelsäure bei 25°C nach ISO 307 (Es wurde Ultra- mid® A24 der BASF AG verwendet).
Komponente A/2:
PA 66 mit einer VZ von 75 ml/g (Ultramid® A15 der BASF AG)
Komponenten B:
B/1 Aluminiumoxid CL4400 FG: 99,8 % AI2O3, BET Oberfläche 0,6 m2/g, D50 5,6 μm B/2 Aluminiumoxid CT10 SG: 99,55 % AI2O3, BET Oberfläche 13 m2/g, D50 3 μm B/3 Aluminiumoxid A16 SG: 99,8 % AI2O3, BET Oberfläche 8,9 m2/g, D50 0,4 μm,
D90 1 ,5 μm B/4 Aluminiumoxid P30: 99 % AI2O3, BET Oberfläche 13 m2/g, D50 10 μm Komponente C:
Nigrosin Base BA (= Cl. Solvent Black 7), Handelsprodukt von Lanxess
Komponente D/1 :
CuJ/KJ (molares Verhältnis 1 : 4)
Komponente D/2:
Flexamin: ca. 65 % Kondensationsprodukt aus Diphenylamin und Aceton/Formaldehyd und ca. 35 % 4,4'-Diphenyl-p-phenylendiamin
Komponente D/3:
Exxelor® VA 1803 der Fa. Exxon Mobile Chemicals: Ethylen-Propylencopolymer (ca. 53 % Propylen), modifiziert mit ca. 1 % Maleinsäureanhydrid
Komponente D/4:
Ruß-Batch mit 33 Gew.-% Ruß und 67 Gew.-% Polyethylen
Komponente D/5:
Ca-Stearat
Komponente D/6:
Ethylen-bisstearylamid.
Die Formmassen wurden auf einer ZSK 30 bei einem Durchsatz von 10 kg/h und ca. 280°C flachem Temperaturprofil hergestellt. Komponente B) wurde an 2 Dosierstellen zur Schmelze A) hinzugegeben.
Es wurden folgende Messungen durchgeführt:
Zugversuch nach ISO 527, Schlagzähigkeit (Charpy 11 U): ISO 179-1 VZ: c = 5 g/l in 96 %iger Schwefelsäure, nach ISO 307
Fließspirale: BASF Methode: 275°C Schmelzetemperatur, 80°C Formtemperatur, 2 mm Fließspiralenhöhe, 1000 bar Fülldruck, Wärmeleitfähigkeit: Laser Flash Methode mit dem Gerät LFA 447 der Firma Netzsch, Oberflächenqualität:
Subjektive Einschätzung beim Betrachten von spritzgegossenen Plättchen (Massetemperatur 275°C, Formtemperatur 80°C) +: keine/kaum wahrnehmbare Ausblühungen des Füllstoffs o: erkennbare Ausblühungen des Füllstoffs -: stark auffällige Ausblühungen des Füllstoffs BET nach DIN 66131 dδo/dgo durch Lasergranulometrie nach ISO 13320 EN.
Die Zusammensetzungen der Formmassen und die Ergebnisse der Messungen sind der Tabelle zu entnehmen.
Figure imgf000023_0001
K) CO
Figure imgf000024_0001
δγ = Streckspannung, δb = -Bruchspannung εγ = Streckdehnung, εb = Bruchdehnung
*' Wärmeleitfähigkeit bei 25°C
' zu hohe Menge AI-Oxid, Compound nicht konfektionierbar, da Strangabrisse an Extruderdüse

Claims

Patentansprüche
1. Thermoplastische Formmassen, enthaltend
A) 19,9 bis 59,9 Gew. -% eines thermoplastischen Polyamids.
B) 40 bis 80 Gew.-% eines Aluminiumoxides oder Magnesiumoxides oder deren Mischungen
C) 0,1 bis 2 Gew.-% Nigrosin
D) 0 bis 20 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe,
wobei die Summe der Gewichtsprozente A) bis D) 100 % ergibt.
2. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1 , enthaltend als Komponente D) mindestens einen Stabilisator ausgewählt aus der Gruppe der kupferhaltigen Stabilisatoren oder sterisch gehinderten Phenole oder Aminstabilisatoren oder deren Mischungen.
3. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Komponente B) ein Aspektverhältnis kleiner 10 aufweist.
4. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Komponente B) eine BET-Oberfläche nach DIN 66131 von kleiner/gleich 14 m2/g aufweist.
5. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die Komponente B) einen mittleren Partikeldurchmesser (dso) von 0,2 bis 20 μm aufweist (gemäß Lasergranulometrie nach ISO 13320 EN).
6. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 5, in denen die Komponente A) eine Viskositätszahl (VZ) von 70 bis 170 ml/g aufweist (gemäß
ISO 307).
7. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 5, in denen als weitere Komponente D) ein Schmiermittel ausgewählt aus der Gruppe der AI- oder Alkali- oder Erdalkalisalze oder Ester- oder Amide von Fettsäuren mit 10 bis
44 C-Atomen oder deren Mischungen eingesetzt wird.
8. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 7, in denen der kup- ferhaltige Stabilisator ein Cu-Halogenid ist.
9. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 8, in denen der kup- ferhaltige Stabilisator CuI in Kombination mit Kl ist, wobei Kl in 4fach molarem Überschuss bezogen auf CuI vorliegt.
10. Verwendung der thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 zur Herstellung von Fasern, Folien und Formkörpern jeglicher Art.
1 1. Fasern, Folien und Formkörper jeglicher Art erhältlich aus den thermoplastischen
Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 9.
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