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DE20220592U1 - Silicate-reinforced plastic composition for mouldings or semi-finished products contains thermoplastic polyamide, styrene-maleimide copolymer, impact modifier and organically-modified layer silicate - Google Patents

Silicate-reinforced plastic composition for mouldings or semi-finished products contains thermoplastic polyamide, styrene-maleimide copolymer, impact modifier and organically-modified layer silicate Download PDF

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DE20220592U1
DE20220592U1 DE20220592U DE20220592U DE20220592U1 DE 20220592 U1 DE20220592 U1 DE 20220592U1 DE 20220592 U DE20220592 U DE 20220592U DE 20220592 U DE20220592 U DE 20220592U DE 20220592 U1 DE20220592 U1 DE 20220592U1
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Abstract

Silikatverstärkte, hochtemperaturbeständige, thermoplastische Zusammensetzung, umfassend
(A) ein thermoplastisches Polyamid
(B) ein Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeres
(C) einen Schlagzähmodifier
(D) ein Schichtsilikat
wobei ein Teil der Aminoendgruppen des Polyamids der Komponente (A) in einem ersten Schritt mit dem modifizierten Schichtsilikat der Komponenten (D) umgesetzt wird, bevor in einem zweiten Schritt dann die Komponenten (B) und (C) zugesetzt werden.
Silicate reinforced, high temperature resistant, thermoplastic composition comprising
(A) a thermoplastic polyamide
(B) a poly (styrene-co-maleimide) copolymer
(C) an impact modifier
(D) a layered silicate
wherein a part of the amino end groups of the polyamide of component (A) is reacted with the modified layered silicate of components (D) in a first step, before components (B) and (C) are then added in a second step.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine silikatverstärkte, hochtemperaturbeständige thermoplastische Zusammensetzung auf der Basis von Polyamid.The present invention relates to a silicate reinforced, high temperature resistant thermoplastic composition based on polyamide.

Durch Ionenaustausch mit organischen Ionen organophil modifizierte, anorganische Schichtverbindungen, insbesondere Zwei- und Drei-Schicht-Silikate, wie z.B. der Smektit-Tonerden, sind bereits seit mehreren Jahrzehnten dem Fachmann bekannt.By ion exchange with organic Ions organophilically modified, inorganic layer compounds, in particular two and three-layer silicates, e.g. smectite clays, have been known to the expert for several decades.

So wurde das Grundprinzip der organophilen Modifizierung von Natriummontmorilloniten und Natrium-Hektoriten durch Ionenaustausch mit Alkylammoniumionen, die bevorzugt mindestens einen Alkylsubstituenten mit mehr als 6 Methylgruppen enthalten, bereits von U. Hoffmann (Angewandte Chemie 1956, 68, Seite 53 ff.) und A. Weiß (Angewandte Chemie 1963, 75, Seite 113 ff.) vorgestellt. Durch den Ionenaustausch wird eine Aufweitung des Schichtabstandes erzielt, die sich durch Röntgenbeugung und Transmissionselektronenmikroskopie nachweisen lässt.So became the basic principle of organophilic Modification of sodium montmorillonites and sodium hectorites by ion exchange with alkylammonium ions, preferably at least contain an alkyl substituent with more than 6 methyl groups, already by U. Hoffmann (Angewandte Chemie 1956, 68, page 53 ff.) and A. Weiß (Applied Chemie 1963, 75, page 113 ff.). By ion exchange an expansion of the layer spacing is achieved, which is characterized by X-ray diffraction and transmission electron microscopy.

Wie im Review von M. Alexandre (Materials Science and Eng. 2000, 28:1ff.) beschrieben, sind thermoplastische Nanocomposite mit Polyamid, Polypropylen oder Poly(ethen-co-vinylacetat) als Matrix bekannt.As in the review by M. Alexandre (Materials Science and Eng. 2000, 28: 1ff.) Are thermoplastic Nanocomposites with polyamide, polypropylene or poly (ethene-co-vinyl acetate) known as the matrix.

Es ist inzwischen Stand der Technik, dass Polymere durch die Einarbeitung von organophil modifizierten, anorganischen Schichtverbindungen hinsichtlich Steifigkeit und/oder Dimensionsstabilität verbessert werden können. Nanocomposite auf Polyamidbasis weisen im Allgemeinen auch eine Erhöhung der Sperrwirkung gegen Gas- oder Flüssigkeitspermeation auf. Teilweise kann es auch zu einer Reduzierung der Brennbarkeit kommen.It is now state of the art, that polymers are incorporated by incorporating organophilically modified inorganic layer connections with regard to rigidity and / or dimensional stability can be improved. Nanocomposites based on polyamide generally also have one increase the blocking effect against gas or liquid permeation on. In some cases, the combustibility can be reduced.

Beispielsweise beschreibt die DE 19854170 eine Zusammensetzung, die im Wesentlichen aus

  • a) einem thermoplastischen Kunststoff
  • b) einem Schichtsilikat
  • c) einem Kautschuk mit definierter Teilchengrößenverteilung
besteht. Das Verbundmaterial besitzt ein, bezüglich Steifigkeit zu Schlagzähigkeit ausgeglichenes Eigenschaftsprofil. Eine Erhöhung der Wärmeformbeständigkeit wird jedoch nicht offenbart.For example, the DE 19854170 a composition that essentially consists of
  • a) a thermoplastic
  • b) a layered silicate
  • c) a rubber with a defined particle size distribution
consists. The composite material has a property profile that is balanced with regard to rigidity and impact strength. However, an increase in the heat resistance is not disclosed.

In der US 5206284 wird Polypropylen zur Erhöhung der Wärmeformbeständigkeit und Schlagzähigkeit mit Polyamid-Nanocompositen gemischt. Dabei wird Polyamid mit eingelagerten, exfolierten Schichtsilikaten in der Polypropylenmatrix dispergiert. Durch Zusatz eines gepfropften, unpolaren Polymers wird die Anbindung der Polyamidphase an die Polypropylenmatrix erreicht.In the US 5206284 polypropylene is mixed with polyamide nanocomposites to increase heat resistance and impact resistance. Here, polyamide with embedded, exfoliated layered silicates is dispersed in the polypropylene matrix. By adding a grafted, non-polar polymer, the polyamide phase is bound to the polypropylene matrix.

Die Wärmeformbeständigkeit wird hier jedoch nicht signifikant über das Polypropylenniveau angehoben: Die HDT nach ASTM D 648 liegt hier zwischen 111 ° und 129° C.However, the heat resistance is not here significantly above the polypropylene level increased: the HDT according to ASTM D 648 is here between 111 ° and 129 ° C.

Wie dem Fachmann bekannt ist, können zur Erhöhung der Wärmeformbeständigkeit von Polyamid 6 diesem Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymere zugesetzt werden. Ein Einsatz von bisterminierten Polyamiden, wie Polyamid 66, Polyamid 46 oder Polyamid MXD6 ist jedoch auf Grund der unvermeidlichen Vernetzungsreaktion zwischen den Aminoendgruppen des Polyamids und den Maleinsäureanhydridgruppen des Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeren nicht möglich. Zusammensetzungen auf dieser Basis weisen ein schlechtes Eigenschaftsprofil auf: Eine Bestimmung der Fließfähigkeit, gemessen über den Schmelzindex nach DIN ISO 1133 bei 280°/5 kg ist teilweise nicht mehr möglich. Im gleichen Maße wie der Schmelzindex sinkt auch die Schlagzähigkeit mit zunehmender Vernetzung ab. Wie im Vergleichsbeispiel 2 zu erkennen ist, bleibt auch die Wärmeformbeständigkeit dieser Zusammensetzung für viele Anwendungen auf zu niedrigem Niveau: Der VICAT-50-Wert nach DIN ISO 306 beträgt 134° C bzw die HDT nach DIN EN ISO 75 138° C.As is known to the person skilled in the art, increase the heat resistance of polyamide 6 added to this poly (styrene-co-maleimide) copolymer become. Use of terminated polyamides, such as polyamide 66, polyamide 46 or polyamide MXD6 is due to the inevitable Crosslinking reaction between the amino end groups of the polyamide and the maleic anhydride groups of the poly (styrene-co-maleimide) copolymer not possible. Compositions based on this have a poor property profile on: a determination of fluidity, measured over the melt index according to DIN ISO 1133 at 280 ° / 5 kg is sometimes no longer possible. To the same extent Like the melt index, the impact strength decreases with increasing crosslinking from. As can be seen in Comparative Example 2, that also remains Heat resistance this composition for Many applications at too low a level: The VICAT-50 value after DIN ISO 306 is 134 ° C resp the HDT according to DIN EN ISO 75 138 ° C.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hochtemperaturbeständige, thermoplastische Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die über eine hohe Fließfähigkeit und Oberflächenqualität ohne Vernetzungserscheinungen beim Compoundierschritt verfügt, eine gute Schlagzähigkeit mit hoher Steifigkeit vereint und kostengünstig herstellbar ist.Object of the present invention is a high temperature resistant, to provide thermoplastic composition that has a high fluidity and surface quality without any signs of cross-linking in the compounding step, good impact strength combined with high rigidity and is inexpensive to manufacture.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe überraschenderweise durch Zusatz von exfolierten Schichtsilikaten, wobei ein Teil der Aminoendgruppen des Polyamids zunächst mit dem organophil modifizierten, anorganischen Schichtsilikat umgesetzt wird. Die Aminogruppen stehen somit nicht mehr für eine Reaktion mit den Maleinsäureanhydridgruppen des Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeren zur Verfügung. Somit wird eine Vernetzung im Compoundierextruder verhindert.According to the invention, the solution of Task surprisingly by adding exfoliated layered silicates, part of the Amino end groups of the polyamide first with the organophilically modified, inorganic layered silicate is implemented. The amino groups are therefore no longer for a reaction with the maleic anhydride groups of the poly (styrene-co-maleimide) copolymer to disposal. Consequently crosslinking in the compounding extruder is prevented.

Für die erfindungsgemäße Zusammensetzung kommen folgende Komponenten zum Einsatz:

  • (A) ein thermoplastisches Polyamid
  • (B) ein Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeres
  • (C) einen Schlagzäh-Modifier
  • (D) ein mit organischen Ionen modifizierten Schichtsilikat
The following components are used for the composition according to the invention:
  • (A) a thermoplastic polyamide
  • (B) a poly (styrene-co-maleimide) copolymer
  • (C) an impact modifier
  • (D) a layered silicate modified with organic ions

Ohne den Zusatz der Komponente (D) in den erfindungsgemäßen, hochtemperaturbeständigen, thermoplastischen Zusammensetzungen und die darauf angepasste Verfahrenstechnik wäre die Herstellung von Blends aus bisterminierten Polyamiden und Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeren mit guter Fließfähigkeit und Oberflächenqualität nicht möglich.Without the addition of component (D) in the high-temperature-resistant thermoplastic compositions according to the invention and the process technology adapted to them, the production of Blends of bisterminated polyamides and poly (styrene-co-maleimide) copolymers with good flowability and surface quality are not possible.

Überraschenderweise führt darüber hinaus die gezielte Auswahl der Komponente (B) und (C) in Funktionalität und Molekulargewicht zu einem überlegenen Eigenschaftsbild, wie es in der Aufgabenstellung und den Beispielen formuliert ist.Surprisingly leads beyond the targeted selection of component (B) and (C) in functionality and molecular weight to a superior Property picture, as in the task and the examples is formulated.

Bevorzugte Komponenten (A) umfassen Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 46, Polyamid MXD 6 oder eine Mischung dieser Polyamide, wobei Komponente (A) zu 100 Gewichtsanteilen enthalten ist.Preferred components (A) include Polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide MXD 6 or a mixture of these polyamides, component (A) containing 100 parts by weight is.

Das Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymere der Komponente (B) mit einem Rest unreagierter Maleinsäureanhydridgruppen weist ein mittleres Molekulargewicht zwischen 80.000 und 200.000 auf.The poly (styrene-co-maleimide) copolymer component (B) with a residue of unreacted maleic anhydride groups has an average molecular weight between 80,000 and 200,000 on.

Der Gehalt an unreagierten Maleinsäureanhydridgruppen bei dem Poly(styrol-comaleinsäureimid)-Copolymeren beträgt zwischen 0,1 bis 10 mol% und der Gehalt an Maleinimidgruppen zwischen 0,1 bis 50 mol%, die Glasübergangstemperatur liegt dabei zwischen 150 und 195° C.The content of unreacted maleic anhydride groups in the poly (styrene-comaleeinsimid) copolymer is between 0.1 to 10 mol% and the content of maleimide groups between 0.1 to 50 mol%, the glass transition temperature lies between 150 and 195 ° C.

Der Gewichtsanteil der Komponente (B), bezogen auf Komponente (A), kann zwischen 0,1 und 50 Teilen betragen.The weight fraction of the component (B), based on component (A), can be between 0.1 and 50 parts be.

Die Schlagzähmodifier der Komponente (C) umfassen Naturkautschuk, Polybutadien, Polyisopren, Polyisobutylen, Mischpolymerisate des Butadiens und/oder Isoprens mit Styrol und anderen Comonomeren, hydrierte Produkte und/oder solche, die durch Pfropfen mit Maleinsäureanhydrid, Ithaconsäureanhydrid, (Meth)acrylsäure und deren Ester entstanden sind. Möglich sind auch Pfropfkautschuke mit einem vernetzen elastomeren Kern, der aus Butadien, Isopren oder Alkylacrylaten besteht und eine Pfropfhülle aus Polystyrol hat. Weiterhin kommen in Frage unpolare oder polare Olefinhomo- und Copolymere wie Ethylen-Propylen-, Ethylen-Propylen-Dien- und Ethylen-Octen- oder Ethylen-Vinylacetat-Kautschuke oder unpolare oder polare Olefinhomo- und Copolymere, die durch Pfropfen mit Maleinsäureanhydrid, Ithaconsäureanhydrid, (Meth)acrylsäure und deren Ester entstanden sind.The impact modifiers of component (C) include natural rubber, polybutadiene, polyisoprene, polyisobutylene, Copolymers of butadiene and / or isoprene with styrene and other comonomers, hydrogenated products and / or those made by Grafting with maleic anhydride, Ithaconic anhydride, (meth) acrylic acid and whose esters are formed. Possible are also graft rubbers with a cross-linked elastomeric core, which consists of butadiene, isoprene or alkyl acrylates and a graft shell Has polystyrene. Non-polar or polar olefin homo- and copolymers such as ethylene-propylene, ethylene-propylene-diene and Ethylene octene or ethylene vinyl acetate rubbers or non-polar or polar olefin homo- and copolymers which are obtained by grafting with maleic anhydride, Ithaconic anhydride, (meth) acrylic acid and whose esters are formed.

Besonders bevorzugte Komponenten (C) sind durch Pfropfen mit Maleinsäureanhydrid funktionalisierte Mischpolymere des Butadiens mit Styrol und unpolare oder polare Olefinhomo- und Copolymere, die durch Pfropfen mit Maleinsäureanhydrid entstanden sind.Particularly preferred components (C) are functionalized by grafting with maleic anhydride Copolymers of butadiene with styrene and non-polar or polar Olefin homo- and copolymers by grafting with maleic anhydride have arisen.

Der Gewichtsanteil der Komponente (C), bezogen auf die Komponente (A), kann zwischen 0,01 und 50 Teilen betragen.The weight fraction of the component (C), based on component (A), can be between 0.01 and 50 parts be.

Bevorzugte Komponenten (D) sind Zwei- und Dreischichtsilikate der Phyllosilikate, ausgewählt aus Montmorillonit und/oder Hektorit und/oder Saponit und/oder Vermiculit, und/oder Smektit, und/oder Illit, und/oder Sepiolit und/oder Palygorskit, und/oder Muscovit, und/oder Allevardit, und/oder Amesit und/oder Fluorhectorit, und/oder Beidellit und/oder Talkum, und/oder Nontronit, und/oder Stevensit, und/oder Bentonit, und/oder Glimmer, und/oder Fluorvermiculit, und/oder Halloysit und/oder Fluor enthaltende synthetische Talkumtypen, die entsprechend der ionischen Schichtladung durch Ionenaustausch mit organischen Kationen modifiziert sind.Preferred components (D) are two and three-layer silicates of phyllosilicates selected from montmorillonite and / or hectorite and / or saponite and / or vermiculite, and / or Smectite, and / or illite, and / or sepiolite and / or palygorskite, and / or muscovite, and / or allevardite, and / or amesite and / or Fluorhectorite, and / or beidellite and / or talc, and / or nontronite, and / or stevensite, and / or bentonite, and / or mica, and / or Fluor vermiculite, and / or halloysite and / or fluorine-containing synthetic Talc types, which correspond to the ionic layer charge Ion exchange with organic cations are modified.

Organische Kationen gemäß vorstehender Beschreibung sind protonierte primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, protonierte basische Heteroatomverbindungen wie z. B. Imidazole mit variablen Substituenten, Amidine, Harnstoffe oder Iminoether, oder eine quarternäre Ammoniumverbindung, die als Substituenten über mindestens eine Alkyl- oder funktionalisierte Alkylgruppe mit mehr als sechs Methylgruppen verfügt. Besonders bevorzugt ist die Organophilierung mit Stearylamin, Aminododecansäure oder mit 2-hydroxyalkyl-substituierten Imidazolen.Organic cations according to the above Description are protonated primary, secondary or tertiary amines, protonated basic heteroatom compounds such as e.g. B. Imidazole with variable substituents, amidines, ureas or imino ethers, or a quaternary Ammonium compound which is substituted by at least one alkyl or functionalized alkyl group with more than six methyl groups features. Organophilization with stearylamine, aminododecanoic acid or is particularly preferred with 2-hydroxyalkyl-substituted imidazoles.

Organische Kationen gemäß vorstehender Beschreibung können weiterhin auch Metallsalze von aromatischen, aliphatischen, araliphatischen und cycloaliphatischen Carbonsäuren, Sulfonsäuren oder Phosphorsäuren sein, die bevorzugt mindestens eine Alkylgruppe mit mehr als 6 C-Atomen enthalten.Organic cations according to the above Description can also metal salts of aromatic, aliphatic, araliphatic and cycloaliphatic carboxylic acids, sulfonic acids or phosphoric acids be, which preferably at least one alkyl group with more than 6 carbon atoms contain.

Bevorzugte Komponenten (D) sind auch Hydrotalcite, die entsprechend der ionischen Schichtladung durch Ionenaustausch mit Carboxylatkomponenten modifiziert sind. Carboxylatkomponenten gemäß vorstehender Beschreibung sind primäre Carboxylate, die als Substituenten über eine Alkyl- oder funktionalisierte Alkylgruppe mit mehr als sechs Methylgruppen verfügen.Preferred components (D) are also Hydrotalcite, which is due to the ionic stratified charge Ion exchange with carboxylate components are modified. Carboxylatkomponenten according to the above Description are primary Carboxylates, which are substituted by an alkyl or functionalized alkyl group with more than six methyl groups.

Der Gewichtsanteil der Komponente (D), bezogen auf die Komponente (A), kann zwischen 1 und 50 Teilen, besonders bevorzugt zwischen 0,1 – 30 Teilen, betragen.The weight fraction of the component (D), based on component (A), can be between 1 and 50 parts, particularly preferably between 0.1-30 parts.

Die erfindungsgemäße, silikatverstärkte, hochtemperaturbeständige, thermoplastische Zusammensetzung kann bis zu 200 Gewichtsanteile Zusätze, bezogen auf die Komponente (A) enthalten: Bis zu 5 Gewichtsanteile Gleit- oder Verarbeitungshilfsmittel, bis zu 5 Gewichtsanteile Pigmente, bis zu 2 Gewichtsanteile Nukleierungsmittel, bis zu 1 Gewichtsanteil Stabilisatoren, bis zu 2 Gewichtsanteile Treibmittel, bis zu 2 Gewichtsanteile Antistatika, bis zu 100 Gewichtsanteile Prozessöle, bis zu 100 Gewichtsanteile weitere Füllstoffe und/oder Flammschutzmittel und bis zu 100 Gewichtsanteile Glasfasern.The silicate reinforced, high temperature resistant, thermoplastic according to the invention Composition can contain up to 200 parts by weight of additives on component (A): Up to 5 parts by weight of sliding or processing aids, up to 5 parts by weight of pigments, up to 2 parts by weight of nucleating agent, up to 1 part by weight Stabilizers, up to 2 parts by weight of blowing agent, up to 2 parts by weight Antistatic agents, up to 100 parts by weight of process oils, up to 100 parts by weight other fillers and / or Flame retardant and up to 100 parts by weight of glass fibers.

Die erfindungsgemäßen, silikatverstärkten, hochtemperaturbeständigen, thermoplastischen Zusammensetzungen werden in bekannter Weise durch Mischen und Erwärmen der einzelnen Komponenten, vorzugsweise unter Einwirkung von Scherkräften, in einem Aufbereitungsaggregat hergestellt. Sie lassen sich mittels Extrusions- oder Spritzgussverfahren zur Herstellung von Formteilen oder Halbzeugen verarbeiten.The silicate-reinforced, high-temperature resistant, thermoplastic compositions are made in a known manner Mix and heat of the individual components, preferably under the influence of shear forces, in a processing unit manufactured. You can use Extrusion or injection molding process for the production of molded parts or process semi-finished products.

In den folgenden Ausführungsbeispielen wird die vorliegende Erfindung verdeutlicht. Die Zusammensetzungen sind in Gewichtsanteilen (T), bezogen auf 100 Gewichtsanteile der Komponente (A) angegeben, und betragen in den folgenden Beispielen:

Figure 00060001
Figure 00060002
The present invention is illustrated in the following exemplary embodiments. The compositions are given in parts by weight (T), based on 100 parts by weight of component (A), and are in the following examples:
Figure 00060001
Figure 00060002

  • [1] 5%-Nanoverstärktes Polyamid 6 im Beispiel 1 oder 3: E-Modul 4523 MPa; Reißdehnung 5.5 %; Zugfestigkeit 75.2 MPa; Röntgendiffraktometrie (CuKα -Linie) kein Schichtabstandsreflex[1] 5% nano reinforced Polyamide 6 in example 1 or 3: modulus of elasticity 4523 MPa; elongation at break 5.5%; Tensile strength 75.2 MPa; X-ray diffraction (CuKα line) no layer spacing reflex
  • [2] Nanoverstärktes Polyamid 66 im Beispiel 2: E-Modul 3635 MPa; Reißdehnung 6.0 %; Zugfestigkeit 82.8 MPa; Röntgendiffraktometrie (CuKα -Linie) kein Schichtabstandsreflex[2] Nano Reinforced Polyamide 66 in Example 2: modulus of elasticity 3635 MPa; Elongation at break 6.0%; tensile strenght 82.8 MPa; X-ray diffraction (CuKα line) no layer spacing reflex
  • [3] Polystyrolcopolymeres 1: Poly(styrol-co-maleinsäureimid), Mw = 150.000, Gehalt an Maleinimidgruppen 39 mol%, Glasübergangstemperatur 195 °C[3] Polystyrene copolymer 1: poly (styrene-co-maleimide), Mw = 150,000, content of maleimide groups 39 mol%, glass transition temperature 195 ° C
  • [4] Polystyrolcopolymeres 2: Poly(styrol-co-maleinsäureimid), Mw = 140.000, Gehalt an Maleinimidgruppen 39 mol%, Glasübergangstemperatur 195 °C[4] Polystyrene copolymer 2: poly (styrene-co-maleimide), Mw = 140,000, content of maleimide groups 39 mol%, glass transition temperature 195 ° C
  • [5] Schlagzähmodifier: Maleinsäureanhydrid-funktionalisiertes Styrol-Ethylen/Butadien-Styrol-Triblockcopolymer, MFR [g/10min] 22 bei 230°C/5kg; Styrol/EB-Verhältnis 30/70[5] Impact modifier: Maleic anhydride-functionalized Styrene-ethylene / butadiene-styrene triblock copolymer, MFR [g / 10min] 22 at 230 ° C / 5kg; Styrene / EB ratio 30/70
  • [6] Polyamid im Vergleichsbeispiel 1: Polyamid 6, Schmelzpunkt 220°C, spezifische Dichte 1,10 g/cm3 [6] Polyamide in Comparative Example 1: Polyamide 6, melting point 220 ° C., specific density 1.10 g / cm 3
  • [7] Polyamid im Vergleichsbeispiel 2: Polyamid 66, Schmelzpunkt 260°C, spezifische Dichte 1,12 g/cm3 [7] Polyamide in comparative example 2: polyamide 66, melting point 260 ° C., specific density 1.12 g / cm 3

Herstellung des nanoverstärkten Polyamid 6:Production of the nano-reinforced polyamide 6:

In einem Doppelschneckenextruder mit Dosiereinrichtung für Granulate wird bei Temperaturen größer 240°C granulatförmiges Polyamid 6 dosiert. Über die Pulverwaage wird der Nanofüllstoff (organischer Modifier: C18 n-Alkylgruppe; Kohlenstoffgehalt ca 38%, spezifische Dichte 1,8g/cm3; Feuchtigkeit 3,0%; Reinheit 98,5%, mittlerer Partikeldurchmesser 36μm, Schichtabstand 3,4nm) zudosiert und die Mischung aufgeschmolzen, strangförmig extrudiert und geschnitten. Das resultierende Thermoplastgemisch hat die unter [1] angegebenen Eigenschaften. Eine röntgenografische Untersuchung des nanoverstärkten Polyamid 6 zeigt aufgrund der Exfolierung der Schichtsilikate keinen Schichtabstandsreflex.In a twin-screw extruder with a metering device for granules, granular polyamide 6 is metered at temperatures above 240 ° C. The nanofiller (organic modifier: C 18 n-alkyl group; carbon content approx. 38%, specific density 1.8 g / cm3; moisture content 3.0%; purity 98.5%, average particle diameter 36 μm, layer spacing 3.4 nm) metered in and the mixture melted, extruded in a strand and cut. The resulting thermoplastic mixture has the properties specified under [1]. An X-ray examination of the nano-reinforced polyamide 6 shows no layer spacing reflex due to the exfoliation of the layered silicates.

Herstellung des nanoverstärkten Polyamid 66:Production of the nano-reinforced polyamide 66:

In einem Doppelschneckenextruder mit Dosiereinrichtung für Granulate wird bei Temperaturen größer 260°C granulatförmiges Polyamid 66 dosiert.In a twin screw extruder with dosing device for Granules are dosed at temperatures above 260 ° C granular polyamide 66.

Über die Pulverwaage wird der Nanofüllstoff (organischer Modifier: C18 n-Alkylgruppe; Kohlenstoffgehalt ca. 38%, spezifische Dichte 1,8g/cm3; Feuchtigkeit 3,0%; Reinheit 98,5%, mittlerer Partikeldurchmesser 36μm, Schichtabstand 3,4nm)zudosiert und die Mischung aufgeschmolzen, strangförmig extrudiert und geschnitten. Das resultierende Thermoplastgemisch hat die unter [2] angegebenen Eigenschaften.The nanofiller (organic modifier: C 18 n-alkyl group; carbon content approx. 38%, specific density 1.8 g / cm3; humidity 3.0%; purity 98.5%, average particle diameter 36 μm, layer distance 3.4 nm ) added and the mixture melted, extruded into strands and cut. The resulting thermoplastic mixture has the properties specified under [2].

Eine röntgenografische Untersuchung des nanoverstärkten Polyamid 66 zeigt aufgrund der Exfolierung der Schichtsilikate keinen Schichtabstandsreflex.An X-ray examination of the nano-reinforced polyamide 66 shows on the basis of the ex-foil layer silicates no layer spacing reflex.

Beispiel 1:Example 1:

In einem Doppelschneckenextruder mit Dosiereinrichtung für Granulate werden bei Temperaturen größer 240°C granulatförmiges nanoverstärktes Polyamid 6 (Komponente A+D), Polystyrolcopolymeres (Komponente B) und Schlagzähmodifier (Komponente C) dosiert, die Mischung wird aufgeschmolzen, strangförmig extrudiert und geschnitten. Das resultierende Thermoplastgemisch hat die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften.In a twin screw extruder with dosing device for Granules become granular nano-reinforced polyamide at temperatures above 240 ° C 6 (component A + D), polystyrene copolymer (component B) and impact modifier (Component C) dosed, the mixture is melted, extruded in the form of a strand and cut. The resulting thermoplastic mixture has the in properties given in the table.

Beispiel 2:Example 2:

In einem Doppelschneckenextruder mit Dosiereinrichtung für Granulate werden bei Temperaturen größer 260°C granulatförmiges nanoverstärktes Polyamid 66 (Komponente A+D), Polystyrolcopolymeres (Komponente B) und Schlagzähmodifier (Komponente C) dosiert, die Mischung wird aufgeschmolzen, strangförmig extrudiert und geschnitten. Das resultierende Thermoplastgemisch hat die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften.In a twin screw extruder with dosing device for Granules become granular nano-reinforced polyamide at temperatures above 260 ° C 66 (component A + D), polystyrene copolymer (component B) and impact modifier (Component C) dosed, the mixture is melted, extruded in the form of a strand and cut. The resulting thermoplastic mixture has the in properties given in the table.

Beispiel 3:Example 3:

In einem Doppelschneckenextruder mit Dosiereinrichtung für Granulate werden bei Temperaturen größer 260°C granulatförmiges nanoverstärktes Polyamid 66 (Komponente A+D), Polystyrolcopolymeres (Komponente B) und Schlagzähmodifier (Komponente C) dosiert, die Mischung wird aufgeschmolzen, strangförmig extrudiert und geschnitten. Das resultierende Thermoplastgemisch hat die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften.In a twin screw extruder with dosing device for Granules become granular nano-reinforced polyamide at temperatures above 260 ° C 66 (component A + D), polystyrene copolymer (component B) and impact modifier (Component C) dosed, the mixture is melted, extruded in the form of a strand and cut. The resulting thermoplastic mixture has the in properties given in the table.

Vergleichsbeispiel 1:Comparative Example 1:

In einem Doppelschneckenextruder mit Dosiereinrichtung für Granulate werden bei Temperaturen größer 240°C granulatförmiges Polyamid 6 [6], Polystyrolcopolymeres und Schlagzähmodifier dosiert, die Mischung wird aufgeschmolzen, strangförmig extrudiert und geschnitten. Das resultierende Thermoplastgemisch hat die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften.In a twin screw extruder with dosing device for Granules become granular polyamide 6 [6], polystyrene copolymer, at temperatures above 240 ° C and impact modifier dosed, the mixture is melted, extruded in the form of a strand and cut. The resulting thermoplastic mixture has the in properties given in the table.

Vergleichsbeispiel 2:Comparative Example 2:

In einem Doppelschneckenextruder mit Dosiereinrichtung für Granulate werden bei Temperaturen größer 260°C granulatförmiges Polyamid 66 [7], Polystyrolcopolymeres und Schlagzähmodifier dosiert, die Mischung wird aufgeschmolzen, strangförmig extrudiert und geschnitten. Das resultierende Thermoplastgemisch hat die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften.In a twin screw extruder with dosing device for Granules become granular polyamide 66 [7], polystyrene copolymer, at temperatures above 260 ° C and impact modifier dosed, the mixture is melted, extruded in the form of a strand and cut. The resulting thermoplastic mixture has the in properties given in the table.

Mechanische Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im Vergleich zum Stand der Technik

Figure 00100001
Mechanical properties of the compositions according to the invention compared to the prior art
Figure 00100001

Claims (10)

Silikatverstärkte, hochtemperaturbeständige, thermoplastische Zusammensetzung, umfassend (A) ein thermoplastisches Polyamid (B) ein Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeres (C) einen Schlagzähmodifier (D) ein Schichtsilikat wobei ein Teil der Aminoendgruppen des Polyamids der Komponente (A) in einem ersten Schritt mit dem modifizierten Schichtsilikat der Komponenten (D) umgesetzt wird, bevor in einem zweiten Schritt dann die Komponenten (B) und (C) zugesetzt werden.Silicate reinforced, high temperature resistant, thermoplastic composition comprising (A) a thermoplastic polyamide (B) a poly (styrene-co-maleimide) copolymer (C) an impact modifier (D) a layered silicate some of the amino end groups of the polyamide component (A) in a first step with the modified Layered silicate of the components (D) is implemented before in a second step then components (B) and (C) are added. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (A) ausgewählt ist aus der Gruppe Polyamid 66, Polyamid 46, Polyamid MXD6 oder aus einer Mischung dieser Polyamide.Composition according to claim 1, wherein component (A) is selected from the group polyamide 66, polyamide 46, polyamide MXD6 or a mixture of these polyamides. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (B) ein Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeres mit einem Rest unreagierter Maleinsäureanhydridgruppen ist und ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen 80.000 und 200.000 aufweist. Der Gehalt an unreagierten Maleinsäureanhydridgruppen beim Poly(styrol-co-maleinsäureimid)-Copolymeren beträgt zwischen 0,1 und 10 mol% und der Gehalt an Maleinimidgruppen zwischen 0,1 und 50 mol%, die Glasübergangstemperatur liegt zwischen 150 und 195° C.Composition according to claim 1, wherein component (B) is a poly (styrene-co-maleimide) copolymer with a residue of unreacted maleic anhydride groups and a weight average molecular weight between 80,000 and 200,000 having. The content of unreacted maleic anhydride groups in the poly (styrene-co-maleimide) copolymer is between 0.1 and 10 mol% and the content of maleimide groups between 0.1 and 50 mol%, the glass transition temperature lies between 150 and 195 ° C. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (C) ausgewählt ist aus der Gruppe Mischpolymerisate des Butadiens und/oder Isoprens mit Styrol und anderen Comonomeren, hydrierte Produkte und/oder solche, die durch Pfropfen mit Maleinsäureanhydrid, Ithaconsäureanhydrid, (Meth)acrylsäure und deren Ester entstanden sind, oder unpolare oder polare Olefinhomo- und Copolymere, die durch Pfropfen mit Maleinsäureanhydrid, Ithaconsäureanhydrid, (Meth)acrylsäure oder deren Ester entstanden sind.Composition according to claim 1, component (C) being selected from the group of copolymers butadiene and / or isoprene with styrene and other comonomers, hydrogenated products and / or those obtained by grafting with maleic anhydride, ithaconic acid anhydride, (Meth) acrylic acid and their esters are formed, or non-polar or polar olefin homo- and copolymers obtained by grafting with maleic anhydride, itaconic anhydride, (Meth) acrylic acid or whose esters are formed. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei Komponente (D) aus einem oder mehreren 2- und 3-Schichtsilikaten bestehen, die entsprechend ihrer ionischen Schichtladung durch Ionenaustausch mit Ammoniumkomponente oder Carboxylatkomponente organophil modifiziert sind.Composition according to claim 1, wherein component (D) from one or more 2- and 3-layer silicates exist which correspond to their ionic layer charge by ion exchange modified organophilically with ammonium component or carboxylate component are. Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 und 5, wobei die organischen Schichtsilikate Phyllosilikate sind, ausgewählt aus Montmorillonit und/oder Hektorit und/oder Bentonit und/oder Glimmer und/oder Fluor enthaltende synthetische Talkumtypen oder ein anionenaustauschfähiges Hydrotalcit.Composition according to claims 1 and 5, wherein the organic Layered silicates are phyllosilicates selected from montmorillonite and / or Hectorite and / or bentonite and / or mica and / or fluorine-containing synthetic talc or an anion-exchangeable hydrotalcite. Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, wobei die Ammoniumkomponente ein protoniertes primäres, sekundäres oder tertiäres Amin, eine protonierte basische Heteroatomverbindung oder eine quarternäre Ammoniumverbindung ist, die als Substituenten über mindestens eine Alkyl- oder funktionalisierte Alkylgruppe mit mehr als sechs Methylgruppen verfügt.Composition according to claim 5, wherein the ammonium component is a protonated primary, secondary or tertiary Amine, a protonated basic heteroatom compound or a quaternary ammonium compound is over as a substituent at least one alkyl or functionalized alkyl group with more than six methyl groups. Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, wobei die Carboxylatkomponente ein primäres, Carboxylat ist, das als Substituent über eine Alkyl- oder funktionalisierte Alkylgruppe mit mehr als sechs Methylgruppen verfügt.Composition according to claim 5, wherein the carboxylate component is a primary, carboxylate that acts as Substituent over an alkyl or functionalized alkyl group with more than six Has methyl groups. Zusammensetzung gemäß einer der Ansprüche 1 – 8, zusätzlich umfassend die Zugabe von bis zu 200 Gewichtsanteilen, bezogen auf die Komponenten (A), in Form von bis zu 5 Gewichtsanteilen Gleit- oder Verarbeitungshilfsmittel, bis zu 5 Gewichtsanteilen Pigmente, bis zu 2 Gewichtsanteilen Nukleierungsmittel, bis zu 1 Gewichtsanteil Stabilisatoren, bis zu 2 Gewichtsanteilen Treibmittel, bis zu 2 Gewichtsanteilen Antistatika, bis zu 100 Gewichtsanteilen Prozessöle, bis zu 100 Gewichtsanteilen Füllstoffe und/oder Flammschutzmittel, bis zu 100 Gewichtsteilen Glasfasern.Composition according to a of claims 1 - 8, additionally comprising adding up to 200 parts by weight based on the components (A), in the form of up to 5 parts by weight of sliding or processing aids, up to 5 parts by weight of pigments, up to 2 parts by weight of nucleating agent, up to 1 part by weight Stabilizers, up to 2 parts by weight of blowing agent, up to 2 Parts by weight of antistatic agents, up to 100 parts by weight of process oils, up to to 100 parts by weight fillers and / or flame retardant, up to 100 parts by weight of glass fibers. Formteile oder Halbzeuge aus der silikatverstärkten thermoplastischen Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 – 9.Molded parts or semi-finished products made of silicate-reinforced thermoplastic Composition according to a of claims 1 - 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118063836A (en) * 2024-03-01 2024-05-24 广东海瑞斯新材料股份有限公司 Method for preparing wear-resistant rubber foam material by supercritical foaming process

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