DE1720727A1 - Thermoplastische Formmassen aus Polyestern - Google Patents
Thermoplastische Formmassen aus PolyesternInfo
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Description
Thermoplastische Formmassen aus Polyestern
Es ist bekannt, thermoplastische Formmassen aus linearen gesättigten
Polyestern aromatischer Dicarbonsäuren und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen zu Formkörpern zu verarbeiten.
Es ist weiterhin bekannt, daß durch Zusatz von Nukleierungstnitteln
die Forrastabilität der Polyestermassen verbessert werden kann. Die resultierenden Formkörper sind jedoch durch
eine nur mäßige Schlagzähigkeit gekennzeichnet.
Es wurde nun gefunden, daß Blockcopolyester, die aus
a) linearen, gesättigten Polyestern aromatischer Dicarbonsäuren und aliphatischer bzw. cycloaliphatischer Diole
und
b) 2 bis 15 Gew.% Polybutadiendiol, bezogen auf die Gesamt-
menge,
bestehen und bei einer Schlagzähigkeit von F _ ■ 80 cn
bestehen und bei einer Schlagzähigkeit von F _ ■ 80 cn
all
eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,9 bis 1.5 dl/g
haben (gemeasen in einer l^igen Lösung Phenol/Tetrachloräthan
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ο
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6θ J 40, bei 25°C), hervorragende Eigenschaften haben.
Die so hergestellten Polyestermassen zeigen bei guter Formstabilität eine erhöhte Schlagzähigkeit. Bin weiterer Vorteil
dieser modifizierten Polyester ergibt sich aus dem Doppelbindungsgehalt, der durch die Polybutadiendiole in die Polyester
eingebracht wird. Diese Doppelbindungen erleichtern das Metallisieren von Formkörpern nach den bekannten Verfahren für ABS-Polymere, Polypropylen, Polysulfone, Polyoxymethylene etc. Auch
lassen sich Flächen aus diesen Polyestern nicht nur leichter .bedrucken, sondern die Haftbarkeit für die Druckfarben ist
verlängert. Desgleichen bewirkt der Doppelbindungsgehalt in den erfindungsgeaäßen Polyesterformmassen, daß sich Polyester
flächen besser verkleben lassen und auch die Laminiereigenschaft
ten sind dadurch vorteilhaft beeinflußt.
Diese Modifizierung kann so durchgeführt werden, daß.man die
Polyester mit den polymeren Diolen umsetzt und die Umsetzungsprodukte gegebenenfalls einer Nachkondensation in'der Schmelze
oder iü Festzustand unterwirft. Man kann auch schon bei der
Umesterung von Dimethylterephthalat mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen das Polybutadiendiol zugeben.
Durch den Einbau von Polybutadiendiolen in Polyester entstehen Blockpolykondensate mit Polybutadieneinheiten, die sich gegenüber dem reinen Polyester durch eine wesentlich verbesserte
Schlagzähigkeit auszeichnen.
Das zur Modifizierung verwendete Polybutadiendiol besitzt eine
Viskosität von 20 bis 100 Poise, gemessen bei 3O0C. Die Hydroxyl zahl liegt zwischen l8 bis 90 ng KOH/g.
Vorzugsweise wird Polyäthylenglykolterephthalat als linearer gesättigter Polyester aromatischer Dicarbonsäuren und aliphatischer Diole verwendet.
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Es können auch andere Polyester, z.B. Poly-1,4-Dimethylolcyclohexanterephthalat
eingesetzt werden. Man kann auch neben der Terephthalsäure kleine Mengen anderer aromatischer Dicarbonsäuren
wie Naphthalindicarbonsäure oder auch aliphatische Dicarbonsäuren wie z.B. Adipinsäure verwenden. Desgleichen
kann die Diolkomponente in gewissen Grenzen modifiziert werden durch Zusatz kleiner Mengen eines aliphatischen Diols, z.B.
Butandiol oder eines cycloaliphatlschen Diols, z.B. 1,4-Diraethylolcyclohexan.
Die Polyester sollen eine reduzierte spezifische Viskosität (gemessen in einer l%igen Lösung Phenol/Tetrachloräthan, 60 : kO
bei 25°C) zwischen 0.6 bis 2.0 dl/g, vorzugsweise zwischen 0.9 bis 1.0 und ίΛ bis 1.6 dl/g haben.
Man kann auch von Polyestern mit niedriger reduzierter spezifischer
Viskosität ausgehen und durch Nachkondensation während des Mischlings- und Umesterungsprozesses die gewünschte höhere
Viskosität herbeiführen.
Der Einbau von Polybutadiendioleinheiten in Polyester durch Umesterung
unter Bildung von Blockstrukturen erfolgt vorteilhaft in der Schmelze. Hierzu wird die Polyesterschmelze mit dem PoIybutadiendiol
vereinigt und unter Luft- und Feuchtigkeitsausschluß gut durchmischt. Die Umesterung wird nach Erreichen des
gewünschten Viskositätsanstieges abgebrochen und das Polykondensationsprodukt nach üblichen Methoden in Granulatform überführt.
Eine andere Möglichkeit der Bildung von Blockpolykondensaten besteht
darin, daß man die homogene Mischung des Polyesters mit dem Polybutadiendiol im Extruder granuliert und das Granulat
einer Nachkondensation in fester Phase bei erhöhter Temperatur und Vakuum unterwirft.
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Die Geschwindigkeit der Feststoffkondensation nimmt mit steigender Temperatur zu. Diese soll so gewählt werden, daß während der Umesterung kein Zusammensintern des vorgelegten Granu- *
lats erfolgt.
Um die Schlagzähigkeit der Polyester zu erhöhen, werden diesen
2-bis 15 Gew.% Polybutadiendiol zugesetzt.
Zur Erhöhung der Kristallisationsgeschwindigkeit und des Kristallisationsgrades kann man die Kondensation von Polyestern
mit Polybutadiendiol in der Schmelze oder in fester Phase in Gegenwart von Nukleierungsmitteln durchführen. Man kann das
Nukleierungsmittel auch nachträglich auf das hochmolekulare
Blockpolykondensat in der Art aufbringen, daß man das Poly« •stergranulat mit dem Nukleierungsmittel einige Zeit unter
Stickstoff oder im Vakuum bei Raumtemperatur rollt.
Als Nukleierungsmittel können feinverteilte anorganische Stoff·,
gegebenenfalls auch in Kombination mit organischen Verbindungen., verwendet werden. Polyestermassen, die beispielsweise Talkum,
Aluminiumsilikate oder ein organisches Pigment enthalten, verfügen über eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit, so daß
man bei der Herstellung von Formkörpern, besonders nach dem Spritzgußverfahren, Formkörper mit eine« hohen kristallinen
Anteil erhält, der sich auch oberhalb der Glastemperatur des
Polyesters kaum verändert. Dadurch ist gewährleistet, daß die so hergestellten Formkörper aus den hochmolekularen, linearen,
gesättigten Polyestern sehr formstabil sind und nicht schrumpfen.
Es empfiehlt sich, den Wassergehalt der erfindungsgemäßen granulierten Kondensationsprodukte mit Blockstruktur unterhalb
0.01 Gew.% zu halten, um den Abbau der Polyestermassen zu vermeiden. Man kann das Polyestergranulat mit einen überzug aus
einem inerten hydrophoben Stoff, wie beispielsweise Paraffin
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oder Wachs versehen. Dies kann beispielsweise durch Auftragen von Ο.Ί Gew.% eines Wachses (mit einem Tropfpunkt von 56 C)
durch Rollen bei 90 C während 5 Stunden erfolgen.
Die Verarbeituny der orfindungsgeuiäßen Polyestermassen findet
en
bei Formt cmp era tui* oberhalb deren Glaatemperaturen statt. Dabei
entstehen Formkörper, die neben einer guten Fortnstabilität
auch eine erhöhte Schlagzähigkeit, verbunden mit einer hohen Biegefostigke.it, besitzen. Die Darstellung verstärkter Polyestermassen
durch Kombination der erfindungsgemäßen Blockpolyester
mit an sich bekannten Füllstoffen und die Darsteilung von
Blends durch Abmischen mit anderen Polyestex'n ist ebenfalls möglich und führt zu Produkten mit verbesserten Eigenschaften.
95 Teile feinverteiltes Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten
spezifischen Viskosität von 0.865 dl/g, gemessen in
einer l%Lgen Lösung in Phenol/Tetrachloräthan 6o : kO bei 25 C und
5 Teile Polybutadiendiol (Viskosität 50 Poise, gemessen bei 30 C) wurden bei 270 C im Vakuum, bei 0.8 mm, unter Rühren
homogen verschmolzen.
Nach 1.5 Stunden wurde die Schmelze abgekühlt, das Polykondensat zerkleinert und die reduzierte spezifische Viskosität bestimmt.
Sie betrug 0.735 dl/g (gemessen in einer l%igen Phenol/ Tetrachlorathanlosung, 60 : ^U, bei 25 C). Anschließend wurde
das Produkt für 13 Stunden, bei 2^0°C im Vakuum in einer rotierenden Apparatur der Feststoffkondensation unterworfen und
hierbei ein Polykondonsat mit einer reduzierten spezifischen
Viskosität von 1.20 dl/g erhalten. Es wurde mit 0.2 Gew.%
China Clay Oinkie A zur Nukleierung unter Stickstoff 2 Stunden
bei Zimmertemperatur gerollt. Anschließend wurden aus diesem Polyester bei 27O°C Platten der Größe 60 χ 60 χ 2 mm gespritzt.
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Die Schlagzähigkeit dieser Platten wurde durch einen Falltest bestimmt. Hierzu wurden die gespritzten Platten einer
Schlagbeanspruchung derart ausgesetzt, daß man einen auf reibungsarmen Schienen gleitenden Fallkörper von verschiedenen Höhen senkrecht auf,die in einem Rahmen aufgespannte
Platte fallen ließ. Die Spitze des Fallhammers stellt eine Halbkugel mit einem Radius r « IO mm dar, das Gewicht das
Pallhamtners betrug 500 g. Als Maß für die Schlagzähigkeit wurde die Fallhöhe F_Q herangezogen. Das ist diejenige Höhe,
bei der die Schlagenergie ausreichte, um bei 20% der geprüften Platten zum Bruch zu führen. Pro Höhe wurden jeweils 10 Platten geprüft.
Zum Vergleich wurde die Schlagzähigkeit eines Polyesters aus
Terephthalsäure und Äthylenglykol mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 1.^0 dl/g, gemessen in einer l^igen
Phenol/Tetrachloräthanlösung, 60 : k0, bei 25°C, herangezogen.
Sie betrug Fn ■ 50 cm.
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Claims (1)
- 7 ''" 3527P a 1 e η t a η s ρ r u c IiBlockcopolyester, dadurch gekonnzeichnet, daß sie ausa) linearen, gesättigten Polyestern aromatischer Dicarbonsäuren und aliphatischer bzw. cycloaliphatischer Diole undb) 2 bis 15 Gew./o Polybutadiendiol, bezogen auf die Gesamtmenge ,bestehen und bei einer Schlagzähigkeit von F0n =« 80 cmmV/eine reduzierte spezifische Viskosität von O.9 bis I.5 dl/g haben (gemessen in einer l%igen Lösung Phenol/Tetrachloräthan 6O : 4lO, bei 25°C).1 0 9 8 2 8 / 1 C /: 7
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