DE1247642B - Formmassen aus Polyolefinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

C08g

DEUTSCHES

PATENTAMT Deutsche Kl.: 39 b-22/10

AUSLEGESCHRIFT

1 247 645

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1 247 645
F44793IVc/39b
23. Dezember 1964
17. August 1967

Hochmolekulare Polyoxymethylene zeichnen sich durch eine Reihe hervorragender Eigenschaften aus, die ihnen vielfältige Einsatzmöglichkeiten auf dem technischen Sektor zu sichern schienen. Es hat sich aber herausgestellt, daß bei der Fertigung von technischen Artikeln, insbesondere nach dem bevorzugten wirtschaftlich günstigen Spritzgußverfahren, die vorgeschriebenen bzw. noch zulässigen Toleranzen in vielen Fällen nicht eingehalten werden können, wodurch die Bedeutung dieses Kunststoffes ganz erheblich eingeschränkt ist.

Die Ursache der in weiten Grenzen schwankenden Abmessungen der Spritzteile ist in der kristallinen Struktur zu suchen. Eine mikroskopische Betrachtung von Dünnschnitten läßt ein inhomogenes, grobsphärolithisches Gefüge erkennen, das mit feinkristallinen, körnigen Bezirken abwechselt. Diese sich bei der Erstarrung der Schmelze ausbildende inhomogene Struktur ergibt unterschiedliche Schrumpfwerte, Verwerfungen und innere Spannungen, die zu den Dimensionsschwankungen der aus diesem Material hergestellten geformten Gebilde führen.

Gegenstand dieser Erfindung sind Spritzgußmassen, die hochmolekulare Polyoxymethylene und Talkum in Mengen von 0,0001 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polyoxymethylene, gleichmäßig verteilt enthalten.

Das verwendete Polyoxymethylen soll eine innere Viskosität von 0,5 bis 1,2, gemessen in 0,5%iger Lösung in Butyrolaceton bei 150° C besitzen. Das Talkum muß in feinteiliger Form mit Teilchen unter 10 μ Durchmesser vorliegen und wird in Mengen von 0,0001 bis 0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,001 bis 0,2 Gewichtsprozent, mit besonders günstigen Ergebnissen in Mengen von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyoxymethylen, verwendet.

Diese Spritzgußmassen zeichnen sich dadurch aus, daß aus ihnen hergestellte Formteile formstabil und in ihren Dimensionen reproduzierbar sind. Die Abweichungen in den Abmessungen von serienmäßig hergestellten Teilen sind erheblich verringert.

Die Wirkung des Talkumzusatzes liegt in einer Verbesserung und Vereinheitlichung der Kristallstruktur der Formteile. Eine solche Wirkung des in sehr geringen Mengen zugesetzten Talkums ist völlig unerwartet.

Die Spritzgußmassen der vorliegenden Erfindung werden im allgemeinen so hergestellt, daß man das feste hochmolekulare Polyoxymethylen z. B. in Form von Granulat oder Pulver mit Talkum in den ange-Spritzgußmassen, die hochmolekulare
Polyacetale enthalten

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Wilhelm Hechelhammer, Krefeld-Bockum

gebenen Mengen mischt, diese Mischung schmilzt und zum Granulat verarbeitet. Vorzugsweise mahlt oder trudelt man das Kunststoffgranulat mit dem Talkum über einen längeren Zeitraum. Im allgemeinen genügen für diesen Vorgang 24 bis 60 Stunden.

Das Vermählen kann beispielsweise in einer Kugelmühle erfolgen. Unter Trudeln wird ein Mischen des Granulats und des Feststoffs in einer Taumeltrommel verstanden. Durch diesen Vorgang wird eine besonders intensive Mischung und Zerkleinerung des Materials gewährleistet.

Erfindungsgemäß erhält man eine Spritzgußmasse bzw. daraus hergestellte Formkörper mit ausgesprochen feinkristalliner homogener Struktur und Kristallitdurchmessern von 4 bis 8 μ. Unbehandeltes hochmolekulares Polyoxymethylen ergibt dagegen eine Spritzgußmasse bzw. Formkörper mit uneinheitlichem grobsphärolithischem Gefüge und einer Kristallitdurchmessergröße bis zu 100 μ.

Sämtliche Polyacetale (Polyoxymethylene) können erfindungsgemäß behandelt werden. Im Sinne dieser Erfindung sind Polyacetale sämtliche thermoplastischen Hochpolymeren, die Formaldehyd als Hauptbestandteil enthalten, wie die Polymerisate des Formaldehyds selbst und die des Trioxans, ihre an den Endgruppen veresterten oder verätherten Abkömmlinge und ihre Mischpolymerisate, die zur Verhinderung des thermischen Abbaus in der Polyformaldehydkette andere Moleküle eingebaut enthalten. Solche Fremdmoleküle können z. B. Äthejreste, Stickstoff enthaltende Reste oder Schwefel enthaltende Reste sein.

Vorzugsweise kann man Copolymerisate von Trioxan mit Dithiolan, Oxthiolan, Dioxolan oder fünfbis siebengliedrigen heterocyclischen Stickstoffverbindungen erfindungsgemäß behandeln. Bei Verwendung von hochmolekularen Polyoxymethylene^ die nach ihrer Herstellung einer thermischen Behand-

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lung unterworfen werden müssen, kann diese thermische Nachbehandlung mit der Einarbeitung der Kristallisationskeime gemäß vorliegender Erfindung kombiniert werden.

Beispiel 1

5 kg eines Granulats aus einem hochmolekularen Polyformaldehyd der inneren Viskosität 1,0 wurden mit 0,1% Talkum 48 Stunden lang getrudelt, anschließend in einem Extruder durchgeschmolzen und vermischt, als Draht abgesponnen und granuliert.

In gleicher Weise wurde dasselbe hochmolekulare Polyformaldehyd extrudiert und granuliert, um zum Vergleich ein Ausgangsmaterial mit gleicher thermischer Vorbelastung zu erhalten.

Beide Granulate wurden 3 Stunden bei 100° C getrocknet, dann auf einer Schneckenspritzgußmaschine zu je hundert kleinen Zahnrädern verspritzt. Nach dem Spritzen wurden sie unter Feuchtigkeitsausschluß gelagert und nach 48 Stunden mit Hilfe einer Mikrometerschraube gemessen. Es wurden zwei Meßpunkte, um 90° C versetzt, gewählt.

Ergebnis:

Zahnräder aus unbehandeltem Polyacetal ..

Zahnräder aus Polyacetal
mit O,l^fl/o Talkum

Streuung
des Durchmessers

41,13 bis 40,80
41,06 bis 40,83

Differenz
mm

0,33
0,23

Das heißt, das Toleranzfeld wird bedeutend kleiner, die Ausreißer werden verhindert.

Feinschnitte lassen bei dem Spritzteil aus Polyacetal mit 0,1 % Talkum ein regelmäßig feinkristallines Gefüge erkennen, mit Kristallitdurchmessern von 4 bis 6 μ, während das unbehandelte Polyacetal große unregelmäßige Sphärolithe aufweist mit Kristallitdurchmessern bis zu 80 μ.

Beispiel 2

Ein Gemisch von 20 kg Polyoxymethylengranulat der inneren Viskosität 1,0 und 20 g Talkum werden in einer Porzellankugelmühle 60 Stunden lang gemahlen, anschließend in einem Extruder durchgeschmolzen, als Draht abgesponnen und zerhackt.

Diese Masse weist beim Verspritzen zu Formkörpern ein gleichmäßiges feinkristallines Gefüge mit Kristallgrößen von 4 bis 6 μ auf. Ohne Zugabe von Talkum erhält man Formkörper mit einer inhomogenen Struktur mit Kristallgrößen bis zu 80 μ.

Meßergebnis an dreißig gespritzten Zahnrädern
Ohne Talkum:

bei den Meßpunkten A 64,31 — 63,74 = 0,57 mm, bei den Meßpunkten B 64,25 — 6^^5^,0,80 mm. Mit 0,1% Talkum:

bei den Meßpunkten A 64,19 — θ^βΐ.??=, 0,38 mni, bei den Meßpunkten B 63,81 — 63,37 = 0,44 mm.

Es ergibt sich aber durch den Zusatz von 0,1 % Talkum

bei Meßpunkt A

eine Verkleinerung des Toleranzfeldes um 33 %, _ao bei Meßpunkt B

eine Verkleinerung des Toleranzfeldes um 46 %>.

Beispiel 3

5 kg eines Copolymerisats aus Trioxan und Dias oxolan in Granulatform wurden mit 0,1 % Talkum 24 Stunden lang getrudelt und auf einer Schneckenspritzgußmaschine bei Einstellung eines hohen Staudruckes zur Erzielung einer guten Homogenisierungswirkung zu fünfzig Zahnrädern verspritzt. Unter den gleichen Bedingungen wurden fünfzig Zahnräder aus dem gleichen Polyoxymethylen ohne Talkumbehandlung gespritzt.

Im ersten Fall erhält man eine homogene Struktur mit Kristallitgrößen von 6 bis 9 μ, im zweiten Fall zeigt sich ein uneinheitliches Gefüge mit Kristallitgrößen bis zu 100 μ.

Das Toleranzfeld bei mit Talkum behandeltem Material wird gegenüber dem ohne Talkum um 50 % verkleinert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Spritzgußmassen, die hochmolekulare Polyoxymethylene und Talkum in Mengen von 0,0001 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polyoxymethylens, gleichmäßig verteilt enthalten.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Belgische Patentschriften Nr. 638 113, 567 381,
   586 874.

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