DE1081218B

DE1081218B - Verwendung von Gleitmitteln in spanlos zu verformenden Polyamiden, Polyurethanen oder Polyharnstoffen

Info

Publication number: DE1081218B
Application number: DEB51176A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Hagen; Dr Gerhard Illing; Dr Fritz Hanusch
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1958-11-22
Filing date: 1958-11-22
Publication date: 1960-05-05
Also published as: US3154513A; NL245647A; CH402402A; FR1241455A; GB879424A

Description

Die Warmverarbeitung von Polyamiden einschließlich Polyurethanen, Polyharnstoffen u. dgl. in Spritzgußmaschinen, Schneckenpressen, Strangpressen oder ähnlichen Maschinen erfolgt über den schmelzflüssigen Zustand, also bei relativ hohen Temperaturen von etwa 200 bis 350⁰C. Hierbei kommen häufig Verbrennungen des Materials an den heißen Wänden vor. Formkörper aus solchen Polyamiden sind, auch wenn die Verbrennungen nur geringfügig waren, schwach verfärbt und besitzen Schmutzpunkte. Man ist deshalb bestrebt, die Verweilzeit des Kunststoffs an den heißen Wänden möglichst kurz zu halten. Wesentliche Verbesserungen wurden schon erreicht, indem manbestimmteTemperatur- und Arbeitsbedingungen einhielt und konstruktive Änderungen an den Verarbeitungsmaschinen vornahm. Die Gefahr einer thermischen Schädigung läßt sich weiter verkleinern, indem man das Fließvermögen der Polyamide erhöht. Polyamide mit verbessertem Fließvermögen lassen sich außerdem wirtschaftlicher verarbeiten, da die pro Zeiteinheit verarbeitete Menge größer wird.

Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften hat man zu Polyamiden schon Metallseifen, z. B. Aluminiumstearat, zugegeben. Der Zusatz von Metallseifen bringt aber eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der damit hergestellten Polyamidformkörper mit sich. Insbesondere wird die Reißfestigkeit an Bindenähten von Spritzgußformkörpern wesentlich verschlechtert.

Es wurde nun gefunden, daß man Polyamid-, Polyurethan- oder Polyharnstoffmischungen mit verbessertem Fließvermögen und erhöhter thermischer Beständigkeit erhält, wenn man zu Polyamiden 0,05 bis 1 Gewichtsprozent von schwerflüchtigen, mit den Polyamiden praktisch unverträglichen Diestern mit mindestens 18 Kohlenstoffatomen aus einwertigen aliphatischen Alkoholen und aliphatischen Dicarbonsäuren als Gleitmittel gibt. Die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften der Polyamide, wie Härte, Verschleißfestigkeit oder Zugfestigkeit, bleiben trotz des Zusatzes unverändert gut.

Unter schwernüchiigen Diestern werden Ester von flüssiger bis wachsartiger Beschaffenheit verstanden, die einen Kochpunkt nicht unter 180° C besitzen. Vorzugsweise soll der Kochpunkt über 250° C liegen. Die Ester sollen mit den Polyamiden möglichst unverträglich sein, also keine weichmachende Wirkung ausüben. Dicarbonsäurediester, die diesen Bedingungen entsprechen, sind z. B. Adipinsäuredi-(2-äthylhexylester), Adipinsäuredinonylester oder Sebacinsäuredioctylester. Man kann auch Gemische dieser Ester verwenden, beispielsweise ein bei Carbonylierungsreaktionen erhältliches Isomerengemisch aus 2-Methylglutarsäurediisooctylester und Adipinsäurediisooctylester.

Die günstige Wirkung des Diesterzusatzes ist bei allen Polyamiden bemerkbar, vorzüglich bei Polyamidhomokondensaten aus Diaminen und Dicarbonsäuren, z. B.

Verwendung von Gleitmitteln

in spanlos zu verformenden Polyamiden,

Polyurethanen oder Polyharnstoffen

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr. Gerhard Illing, Neuleinigen, (Pfalz),

Dr. Fritz Harnisch, Ludwigshafen/Rhein-Gartenstadt,

und Dr.-Ing. Karl Hagen, Ludwigshafen/Rhein,

sind als Erfinder genannt worden

adipinsaurem oder korksaurem Hexamethylendiamin oder Octamethylendiamin oder sebacinsaurem Decamethylendiamin. Die Verarbeitungstemperatur liegt bei diesen Polyamiden besonders hoch, nämlich bei 250 bis 350° C. Ebenso ist der Zusatz bei Kondensaten aus Lactamen, z. B. Polycaprolactam, Polycapryllactam oder Polylaurinlactam, die eine Verarbeitungstemperatur zwischen 200 und 280° C benötigen, wirksam. Die Diester können außerdem mit Vorteil zu Mischkondensaten aus Polyamidbildnern oder zu Polyurethanen, die auf Schneckenpressen oder auf andere Weise warm verarbeitet werden sollen, zugesetzt werden.

Zweckmäßigerweise stellt man vor der Warmverarbeitung eine möglichst gleichmäßige Mischung aus den Polyamiden und den Diestern her, indem man die beiden Komponenten in Mischapparaturen zusammengibt. Die kleinen Mengen des Diesters werden von den Polyamiden noch vollständig aufgenommen, so daß rein äußerlich die Heterogenität der Mischung nicht festgestellt werden kann. Bei manchen Schneckenmaschinen kann man die beiden Komponenten aber auch getrennt in die Einfüllöffnung geben und die Durchmischung im kalten bzw. mäßig warmen Zylinderabschnitt vornehmen.

Polyamide mit einem Diesterzusatz nach dieser Erfindung lassen sich auf Spritzgußmaschinen, Schneckenpressen, Strangpressen oder ähnlichen Maschinen, besonders vorteilhaft verarbeiten. Das Fließvermögen dieser Mischungen ist im Vergleich zu Polyamiden ohne Diesterzusatz in der Regel um mehr als 10 % verbessert. Hierdurch kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit bedeutend erhöht werden. Ferner haften die Polyamide kaum noch an den heißen Wänden, so daß Verbrennungen des

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Materials weitgehend vermieden und der Verschmutzungsgrad wesentlich verringert wird.

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.

Beispiel 1 . .

100 Teile eines Polyamids aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin (K-Wert 73,7, Erweichungspunkt 262 bis 263° C) werden in einer Mischmaschine mit 0,2 Teilen eines Estergemisches, bestehend aus 35% 2-Methylglutarsäuredi-(2-äthylhexylester) und 65% Adipinsäuredi-(2-äthylhexylester), versetzt. Man mischt bei Raumtemperatur ^x/₂ Stunde und erhält eine einheitliche Mischung. Das Gemisch wird auf einer Strangpresse bei 280 bis 320° C verarbeitet. Das Fließvermögen des Polyamids ist im Vergleich zu dem gleichen Polyamid ohne Diesterzusatz um 13,5 % verbessert. Der Verschmutzungsgrad (bestimmt als Quotient aus mm² Schmutzeinschlüsse pro m² Fläche bei flachen Probescheiben) geht gegenüber dem esterfreien Polyamid um mehr als die Hälfte zurück.

Beispiel 2

100 Teile eines Polyamids aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin (K-Wert 74,3 Erweichungspunkt 260 bis 263° C) werden mit 0,3 Teilen Adipinsäuredüsooctylester und 1 Teil Titandioxyd vermischt. Die Mischung wird in einer Schneckenpresse bei 260 bis 340° C verarbeitet. Man erhält ein rein weißes Polyamid. Im Vergleich zu einem Polyamid ohne Esterzusatz ist die Färbung heller und reiner. Das Fließvermögen ist um 11,2% verbessert.

Beispiel 3

100 Teile Polycaprolactam mit einem K-Wert von 74,2 und einem Erweichungsbereich von 216 bis 218° C werden mit 0,15 Teilen Adipinsäuredinonylester bei Raumtemperatur gut vermischt und anschließend in einer Schneckenpresse bei 250 bis 280° C verarbeitet. Man erhält ein reines Polycaprolactam gleicher Viskosität mit gleichem K-Wert, aber einem um 14% gegenüber dem gleichen Polycaprolactam ohne Esterzusatz verbesserten Fließvermögen.

Es ist bekannt, daß Ester aus aliphatischen Alkoholen und mehrbasischen Carbonsäuren, vorzugsweise neutrale Phthalsäureester, Weichmachungsmittel für synthetische Harze sind. Speziell für Polyamide, Polyurethane und Polyharnstoffe sind Ester aus heterocyclischen Alkoholen und Carbonsäuren als geeignete Weichmachungsmittel bekannt. Ferner sind Polyamide bekannt, die Ester aus mehrbasischen Säuren und Ätheralkoholen enthalten. Solche Ester sind mit Polyamiden verträglich. Von langkettigen Diestern aus einfachen einwertigen aliphatischen Alkoholen und aliphatischen Dicarbonsäuren war dagegen bekannt, daß sie mit Polyamiden in jeder Beziehung unverträglich sind, d. h. keinerlei Weichmacherwirkung ausüben. Der Zusatz solcher Diester zu Polyamiden wurde deshalb nicht als zweckmäßig angesehen. Schließlich war noch bekannt, natürliche oder synthetische Wachse zu Gießlösungen aus Polyamiden zu geben und aus solchen Gießlösungen Folien, Filme oder Bänder nach dem Gießverfahren herzustellen.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verwendung vonDiestern mit mindestens 18 Kohlenstoffatomen aus einwertigen aliphatischen Alkoholen und aliphatischen Dicarbonsäuren in Mengen von 0,05 bis 1 % als Gleitmittel in spanlos zu verformenden Polyamiden, Polyurethanen oder Polyharnstoffen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 844146;

Patentschriften Nr. 277, 4755, 5031 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

britische Patentschrift Nr. 670507.

©009 508/432 4.60