WO2015140016A1 - Cross-linked polyamides - Google Patents
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- WO2015140016A1 WO2015140016A1 PCT/EP2015/055018 EP2015055018W WO2015140016A1 WO 2015140016 A1 WO2015140016 A1 WO 2015140016A1 EP 2015055018 W EP2015055018 W EP 2015055018W WO 2015140016 A1 WO2015140016 A1 WO 2015140016A1
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Definitions
- the invention relates to thermoplastic molding compositions containing
- Ak is independently hydrogen, an alkyl radical having 1 to 10 C atoms, a C 0-1
- Q is an alkylene radical having 2 to 12 C atoms, a phenylene radical, a C 1 -4 alkylene-phenyl-C 1 -4 alkylene radical or a C 0-4 alkylene-cyclohexanediyl-C 0-4 alkylene radical,
- G 0 to 2% by weight of a polyethyleneimine homopolymer or copolymer
- the present invention relates to the use of such molding compositions for the production of moldings of any kind and the moldings obtainable in this case, preferably automotive interior parts of any kind.
- Thermoplastic polyamides such as PA6 and PA66 are often used in the form of glass fiber-reinforced molding compositions as construction materials for components that are exposed to elevated temperatures during their life, resulting in thermo-oxidative damage.
- Polyamides typically have high resistance to wear, a low coefficient of friction, good heat resistance and high impact strength.
- polyamides absorb water, which in particular affects the tensile strength, rigidity and impact strength.
- Despite their excellent physical and chemical properties there has long been a need to further modify or improve the property profile of polyamides in terms of, for example, higher service temperatures, better chemical resistance, and improved mechanical properties. For this purpose, attempts have already been made to improve the properties of the polyamides by crosslinking.
- crosslinked polyamides are used in which case an additive is added during the polymerization or the compounding. After injection of the polyamide part, via an external stimulus e.g. this additive is excited by radiation or heat to react with the polyamide chain.
- this additive is excited by radiation or heat to react with the polyamide chain.
- this additive is from Charlesby, A, 1953, Nature 171, 167 and Deeley, C.W., Woodward, AE., Sauer, J.A, 1957, J. Appl. Phys. 28, 1 124-1 130 irradiation for crosslinking of injection-molded thermoplastics known as polyamides.
- DE-A 2010028062 describes a process for preparing crosslinked organic polymers by reacting a polymer with a crosslinking agent selected from the group consisting of substituted cyanurates and isocyanurates.
- the crosslinking is carried out either by addition of a suitable peroxide at 160 to 190 ° C or by electron beam crosslinking.
- An improved property is called increased heat resistance for crosslinked PA66.
- the crosslinking can also be thermally excited: "Angew. Makromol.
- Chem., 1983, 1111, 17-27 "describes the synthesis of aromatic polyamides having imide side groups from 4,4'-diaminodiphenyl ether and imide-diacid chlorides by solution polycondensation.
- the polyamide-imides thus prepared can be crosslinked and heated by heating to 220.degree insoluble materials with improved mechanical strength.
- Ethynyl-modified polymers can also be thermally crosslinked.
- US5493002 describes the crosslinking of oligoimides which have been capped by PEPA (phenylethynylphthalic acid anhydride) (also referred to as capping end groups of a polymer) .
- PEPA phenylethynylphthalic acid anhydride
- the PEPA-modified oligomers / polymers are crosslinked by annealing at 400 ° C.
- EP-A 2 444 387 discloses the modification of polyamides with ethynyl-modified phthalic anhydrides.
- PA66 is melt modified by MEPA (5- (prop-1 -yn-1-yl) isobenzofuran-1,3-dione) by endcapping
- MEPA 2- (prop-1 -yn-1-yl) isobenzofuran-1,3-dione
- the thermally activated crosslinking of the resulting ethynyl-modified PA66 is determined by measuring the Melt viscosity at different temperatures shown.
- the addition of, inter alia, ethynyl-modified phthalic anhydrides or imides can markedly improve the property profile of glass-fiber-reinforced PA.
- the additives are compounded into the polyamide at the lowest possible temperatures, as a result of which they "endcap" the amino end groups of the polymer in the melt, but crosslinking does not take place or only on a very small scale, so that the polymer can still be processed Triple bonds of the additives are then thermally activated in a further step, for example by introducing large shear forces during injection molding or by annealing below the melting point of the polymer
- the crosslinked polyamides thus obtained have an improved property profile.
- the molding compositions of the invention contain 10 to 99, preferably 10 to 94 and in particular 10 to 90 wt .-%, most preferably 30 to 88 wt .-% of at least one polyamide.
- the polyamides of the molding compositions according to the invention generally have a viscosity number of 90 to 350, preferably 1 10 to 240 ml / g, determined in a 0.5 wt .-% solution in 96 wt .-% sulfuric acid at 25 ° C according to ISO 307. Particularly preferred are polyamides having a VZ of 130-165 ml / g.
- Semicrystalline or amorphous resins having a weight average molecular weight of at least 5,000 such as 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.
- alkanedicarboxylic acids having 6 to 12, in particular 6 to 10 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids can be used.
- adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and terephthalic and / or isophthalic acid may be mentioned as acids.
- Suitable diamines are, in particular, alkanediamines having 6 to 12, in particular 6 to
- Preferred polyamides are polyhexamethylene adipamide, polyhexamethylene sebacamide and polycaprolactam and copolyamides 6/66, in particular with an on part of Figure 5 to 95 wt .-% of caprolactam units (for example Ultramid ® C33 BASF SE).
- polyamides are obtainable from ⁇ -aminoalkyl nitriles such as 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.
- PA 6 aminocapronitrile
- PA 66 adiponitrile with hexamethylenediamine
- polyamides may also be mentioned which are obtainable, for example, by condensation of 1,4-diaminobutane with adipic acid at elevated temperature (polyamide 4,6). Production processes for polyamides of this structure are described, for example, in EP-A 38 094, EP-A 38 582 and EP-A 39 524.
- 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. Particular preference is given to mixtures of polyamide 66 with other polyamides, in particular copolyamides 6/66.
- the triamine content is less than 0.5, preferably less than 0.3 wt .-% (see EP-A 299 444).
- Further high-temperature-resistant polyamides are known from EP-A 19 94 075 (PA 6T / 6I / MXD6).
- 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 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 9T 1, 9-nonanediamine, terephthalic acid
- PA MXD6 m-xylylenediamine, adipic acid
- PA 61 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 61 and PA 6T
- PA PA PACM 12 diaminodicyclohexylmethane, laurolactam
- PA 6I / 6T / PACM Like PA 6I / 6T + diaminodicyclohexylmethane
- PA PDA-T phenylenediamine, terephthalic acid
- Preferred polyamides have a number of primary amino end groups of> 75 mmol / kg, in particular equal to 90 mmol / kg.
- the number of primary amino end groups of the inventively employable polyamides can be adjusted in their preparation by an appropriate ratio of present in the monomers amino to carboxylic acid end groups. The presence of this particular number of primary amino end groups helps to increase the crosslinkability of the thermoplastic molding compositions of the invention.
- the determination of the amino end groups can be carried out for example by means of titration of a solution of the polyamide in the presence of an indicator.
- the polyamide is dissolved in a mixture of phenol and methanol (e.g., 75% by weight of phenol and 25% by weight of methanol) with heating.
- the mixture may be refluxed at the boiling point until the polymer is dissolved.
- the cooled solution is mixed with a suitable indicator mixture (for example, methanol solution of benzyl orange and methylene blue) and titrated with a methanol-containing perchloric acid solution in glycol until the color changes. From the perchloric acid consumption, the amino end group concentration is calculated.
- the titration without indicator can also be carried out potentiometrically with a hydrochloric acid solution in a phenol / methanol mixture.
- the determination of the carboxyl end groups can also be carried out, for example, by titration of a solution of the polyamide using an indicator.
- the polyamide is dissolved in benzyl alcohol (phenylmethanol) with heating, for example until boiling, wherein a riser is placed and nitrogen gas is introduced.
- a suitable indicator eg propanolic solution of cresol red
- an alcoholic potassium hydroxide solution KOH dissolved in a mixture of methanol, 1-propanol and 1 -hexanol
- the titration without indicator can also be carried out potentiometrically with a NaOH solution in benzyl alcohol, as described in WO 02/26865 on pages 1-12.
- the polyamide has a molar fraction of diamine-controlled chains of> 30 mol%, preferably> 40 mol%, particularly preferably 50 mol%.
- the presence of at least 30 mol% of polymer chains, which are controlled with a diamine, helps to significantly increase the stability against thermo-oxidative degradation and hydrolysis resistance.
- the diamine is added to the monomer mixture at the beginning of the polymerization.
- the diamine is metered in the preparation of the polyamide subsequently to the polymer melt.
- Suitable polyamides are e.g. in 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.
- Aliphatic, partially aromatic or aromatic polyamides may be used, with aliphatic polyamides being preferred.
- aliphatic polyamides means that the polyamides are exclusively composed of aliphatic monomers
- partially aromatic polyamides means that the polyamides are composed of both aliphatic and aromatic monomers.
- aromatic polyamides means that the polyamides are composed exclusively of aromatic monomers.
- polyamides selected from the group consisting of polyhexamethylene adipamide (nylon 66, polyamide 66), a mixture of polyamides having a polyamide 66 content of at least 80% by weight or a copolyamide whose components are at least 80% % By weight of adipic acid and hexamethylenediamine, polyhexamethyleneazelaic acid amide (nylon 69, polyamide 69), polyhexamethylenesebacamide (nylon 610, polyamide 610), polyhexamethylenedodecanediamide (nylon 612, polyamide 612), the polyamides obtained by ring opening of lactams, such as polycaprolactam ( Nylon 6, polyamide 6), polylauric acid lactam, poly-1 1 - aminoundecanoic acid and a polyamide of di (p-aminocyclohexyl) methane and dodecanedioic acid, polyamides,
- thermoplastic molding composition polyamides selected from the group consisting of polyhexamethylene adipamide (nylon 66, nylon 66), a mixture of polyamides having a nylon 66 content of at least 80% by weight or a copolyamide, the components of which at least 80% by weight of adipic acid and hexamethylenediamine are derivable, polyhexamethyleneazelaic acid amide (nylon 69, polyamide 69), polyhexamethylenesebacamide (nylon 610, polyamide 610), polyhexamethylenedodecanediamide (nylon 612, polyamide 612), the polyamides obtained by ring opening of lactams, such as Polycaprolactam (nylon 6, polyamide 6), polylauri
- Polycaprolactam (nylon 6, polyamide 6) can also be obtained by a polycondensation reaction of 6-aminohexanoic acid.
- thermoplastic molding compositions which are selected from the group consisting of polyhexamethylene adipamide (nylon 66, nylon 66), a mixture of polyamides having a polyamide 66 content of at least 80% by weight or a copolyamide , whose building blocks are derivable to at least 80 wt .-% of adipic acid and hexamethylenediamine, polycaprolactam (nylon 6, polyamide 6) or mixtures thereof.
- the novel thermoplastic molding compositions may contain, as component B), 0 to 50% by weight, preferably 5 to 45% by weight, in particular 10 to 40% by weight, of glass fibers.
- thermoplastic molding compositions all glass fibers known to the person skilled in the art and suitable for use in thermoplastic molding compositions can be present. These glass fibers can be prepared by methods known to the person skilled in the art and, if appropriate, surface-treated. The glass fibers may be provided with a size for better compatibility with the matrix material, as e.g. in DE 101 17715.
- E-glass fibers are used according to the invention. But it can also all other types of glass fiber, such. A, C, D, M, S, R glass fibers or any mixtures thereof or mixtures with E glass fibers are used.
- glass fibers having a diameter of 5 to 15 ⁇ m, preferably 7 to 13 ⁇ m, particularly preferably 9 to 11 ⁇ m are used.
- the incorporation of the glass fibers can take place both in the form of chopped glass fibers and in the form of endless strands (rovings).
- the length of the usable glass fibers is in the Usually before incorporation as chopped glass fibers in the thermoplastic molding compositions typically 4 to 5 mm.
- the glass fibers are usually in a mean length of 100 to 400 ⁇ , preferably 200 to 350 ⁇ ago.
- the molding compositions according to the invention contain 0.1 to 20, preferably 0.2 to 20, in particular 1 to 15 wt .-% of a compound of general formula I or II or their Mischun s
- Ak is independently hydrogen, an alkyl radical having 1 to 10 C atoms, a C 0-1
- Q is an alkylene radical having 2 to 12 C atoms, a phenylene radical, a C 1 -4 alkylene-phenyl-C-1 -4 alkylene radical or a C 0-4 alkylene-cyclohexanediyl-C 0-4 alkylene radical.
- Preferred crosslinkers as component C) are
- the molding compositions of the invention contain from 0.001 to 20, preferably from 0.05 to 10, and in particular from 0.1 to 5,% by weight of iron powder, preferably with a particle size (also referred to as particle size) of not more than 10 ⁇ m (d 50 value).
- Preferred Fe powders are obtainable by thermal decomposition of iron pentacarbonyl.
- Iron occurs in several allotropic modifications: 1. ⁇ -Fe (ferrite) forms space-centered cubic lattice, is magnetisable, dissolves little carbon, occurs in pure iron up to 928 ° C. At 770 ° C (Curie temperature) it loses its ferromagnetic properties and becomes paramagnetic; Iron in the temperature range of 770 to 928 ° C is also referred to as ⁇ -Fe. At ordinary temperature and a pressure of at least 13000 MPa, ⁇ -Fe passes into so-called ⁇ -Fe under a vol. Reduction of about 0.20 cm 3 / mol, the density increasing from 7.85 to 9.1 (at
- ⁇ -Fe (austenite) forms face-centered cubic lattice, is non-magnetic, dissolves a lot of carbon and can only be observed in the temperature range of 928 to 1398 ° C.
- the iron powder of the invention is preferably prepared by thermal decomposition of iron pentacarbonyl, preferably at temperatures of 150 ° C to 350 ° C.
- the particles (particles) obtainable in this case have a preferably spherical shape, i. spherical or nearly spherical shape (also referred to as spherulitic).
- Preferred iron powder has a particle size distribution as described below, the particle size distribution being determined by laser diffraction in a highly diluted aqueous suspension (e.g.
- the particle size (and distribution) described below can be adjusted by milling and / or sieving.
- dxx XX% of the total volume of the particles is smaller than the value.
- 3.4 to 5.2 ⁇ dio values preferably 1 to 5 ⁇ , in particular 1 to 3 and very particularly 1, 4 to 2.7 ⁇ dgo values: preferably 3 to 35 ⁇ , in particular 3 to 12 and very particularly 6.4 to
- the component D) has an iron content of 97 to 99.8 g / 100 g, preferably from 97.5 to 99.6 g / 100 g.
- the content of further metals is preferably below 1000 ppm, in particular below 100 ppm and very particularly below 10 ppm.
- the Fe content is usually determined by infrared spectroscopy.
- the C content is preferably 0.01 to 1.2, preferably 0.05 to 1.1, g / 100 g, more preferably 0.4 to 1.1 g / 100 g. In the case of the preferred iron powders, this C content corresponds to those which are not reduced with hydrogen following the thermal decomposition.
- the C content is usually determined by burning the sample amount in the oxygen stream and subsequent IR detection of the resulting CO 2 gas (using Leco CS230 or CS-mat 6250 from Juwe) based on ASTM E1019.
- the nitrogen content is preferably max. 1.5 g / 100 g, preferably from 0.01 to 1.2 g / 100 g.
- the oxygen content is preferably max. 1.3 g / 100 g, preferably 0.3 to 0.65 g / 100 g.
- the determinations of N and O are made by heating the sample in the graphite furnace to ca.
- the oxygen obtained in the sample is converted to CO and measured by an IR detector.
- the N released from the N-containing compounds under the reaction conditions is discharged with the carrier gas and detected and recorded by means of WLD (Thermal Conductivity Detector / TC) (both methods in accordance with ASTM E1019).
- the tap density is preferably 2.5 to 5 g / cm 3 , in particular 2.7 to 4.4 g / cm 3 . This is generally understood to mean density when, for example, the powder is filled into the container and shaken to achieve compaction.
- iron powders may be surface-coated with iron phosphate, iron phosphite or S1O2.
- the BET surface area in accordance with DIN ISO 9277 is preferably from 0.1 to 10 m 2 / g, in particular from 0.1 to 5 m 2 / g, preferably from 0.2 to 1 m 2 / g and in particular from 0.4 to 1 m 2 / g.
- the iron particles can be used as a batch with a polymer.
- Polymers such as polyolefins, polyesters or polyamides are suitable for this, wherein preferably the batch polymer is equal to component A).
- the mass fraction of the iron in the polymer is usually 15 to 80, preferably 20 to 40% by mass.
- the molding compositions according to the invention contain from 0.05 to 3, preferably 0.1 to 1, 5 and in particular 0.1 to 1 wt .-% of a Cu stabilizer, preferably a Cu (I) halide, in particular Mixture with an alkali halide, preferably KJ, in particular in the ratio 1: 4.
- a Cu stabilizer preferably a Cu (I) halide, in particular Mixture with an alkali halide, preferably KJ, in particular in the ratio 1: 4.
- Suitable salts of monovalent copper are preferably copper (I) acetate, copper (I) chloride, bromide and iodide. These are contained in amounts of 5 to 500 ppm of 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
- 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 1 are 1, 5, preferably between 1 and 5.
- Suitable concentrates are in particular those with PA6 and / or PA66.
- molding compositions of the invention can be from 0 to 5, preferably 100 ppm to 5 wt .-%, preferably from 500 ppm to 1 wt .-% and in particular from 0.01 to 0.3 wt .-% of a phosphorus-containing inorganic Acid or its salts or their ester derivatives or mixtures thereof.
- Preferred acids are the oxygen acids of phosphorus such as hypophosphorous acid (phosphinic acid), phosphorous acid, phosphoric acid or mixtures thereof.
- Suitable metal cations for such salts are transition metal cations or alkali metal or alkaline earth metal cations, with calcium, barium, magnesium, sodium, potassium, manganese, aluminum or mixtures thereof being particularly preferred.
- Particularly preferred salts are Na hypophosphite, manganese (II) hypophosphite Mn (H2PO 2) 2, aluminum hypophosphite or mixtures thereof.
- Suitable preferred ester derivatives (phosphonates or salts thereof) of the oxygen acids of phosphorus are those which carry the same or different alkyl radicals having 1 to 4 C atoms, A- rylreste having 6 to 14 C atoms as substituents.
- Preferred compounds are, for example, the Ca salt of a phosphonate (available as Irgamol® 195 from BASF SE) or the diethyl ester of a phosphonate (available as
- the thermoplastic molding compositions may contain as component G) according to the invention 0 to 2 wt .-% of at least one polyethyleneimine homopolymer or copolymer.
- the proportion of G) is preferably from 0.01 to 2% by weight and in particular from 0.1 to 1 and very particularly preferably from 0.1 to 0.5% by weight, based on A) to H), branched polyisocyanate being lyethylenimines are preferred.
- polyethyleneimines are to be understood as meaning both homopolymers and copolymers which are obtainable, for example, by the processes in Ullmann Electronic Release under the heading "aziridines" or according to WO-A 94/12560.
- the homopolymers are generally obtainable by polymerization of ethyleneimine (aziridine) in aqueous or organic solution in the presence of acid-releasing compounds, acids or Lewis acids.
- Such homopolymers are branched polymers, which usually contain primary, secondary and tertiary amino groups in the ratio of about 30% to 40% to 30%.
- the distribution of the amino groups can be determined in general by means of 13 C-NMR spectroscopy. This is preferably 1/0, 7-1, 4/0, 3-1, 1 to 1 / 0.8-1, 3 / 0.5-0.9.
- Comonomers used are preferably compounds which have at least two amino functions.
- suitable comonomers are alkylenediamines with 2 to 10 carbon atoms in the alkylene radical, with ethylenediamine and propylenediamine being preferred.
- Further suitable comonomers are diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetriamine, aminopropylethylenediamine and bisaminopropylethylenediamine.
- Polyethyleneimines typically have a weight average molecular weight of from 100 to 3,000,000, preferably from 500 to 2,000,000 (as determined by light scattering).
- the preferred M w is from 700 to 1,500,000, especially from 1,000 to 500,000.
- crosslinked polyethyleneimines which are obtainable by reaction of polyethyleneimines with bifunctional or polyfunctional crosslinkers which have as a functional group at least one halohydrin, glycidyl, aziridine, isocyanate unit or a halogen atom are suitable. Examples thereof include its epichlorohydrin or bischlorohydrin ether of polyalkylene glycols having 2 to 100 ethylene oxide and / or propylene oxide units and the compounds listed in DE-A 19 93 17 20 and US Pat. No. 4,144,123. Processes for the preparation of crosslinked polyethyleneimines are known inter alia from the abovementioned publications and EP-A 895 521 and EP-A 25 515.
- grafted polyethyleneimines are suitable, it being possible for all compounds which can react with the amino or imino groups of the polyethyleneimines to be used as the grafting agent.
- Suitable grafting agents and processes for the preparation of grafted polyethyleneimines can be found, for example, in EP-A 675 914.
- suitable polyethyleneimines according to the invention are amidated polymers which are usually obtainable by reacting polyethyleneimines with carboxylic acids, their esters or anhydrides, carboxamides or carbonyl halides.
- carboxylic acids their esters or anhydrides, carboxamides or carbonyl halides.
- the amidated polymers can be subsequently crosslinked with said crosslinkers.
- up to 30% of the amino functions are amidated, so that sufficient primary and / or secondary nitrogen atoms are available for a subsequent crosslinking reaction.
- alkoxylated polyethyleneimines which are obtainable, for example, by reacting polyethyleneimine with ethylene oxide and / or propylene oxide. Such alkoxylated polymers are also crosslinkable.
- polyethyleneimines according to the invention are hydroxyl-containing polyethyleneimines and amphoteric polyethyleneimines (incorporation of anionic groups) and also lipophilic polyethyleneimines, which are generally obtained by incorporation of long-chain hydrocarbon radicals into the polymer chain. Processes for the preparation of such polyethyleneimines are known to the person skilled in the art, so that further details are unnecessary.
- molding compositions of the invention may contain up to 60, preferably up to 50 wt .-% of other additives.
- fibrous or particulate fillers H) (different from component B)), carbon fibers, glass spheres, amorphous silica, calcium silicate, calcium metasilicate, magnesium carbonate, kaolin, chalk, powdered quartz, mica, barium sulfate and feldspar, which are used in quantities of 1 to 50 wt .-%, in particular 5 to 40, preferably 10 to 40 wt .-% are used.
- Preferred fibrous fillers are carbon fibers, aramid fibers and potassium titanate fibers.
- 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 (X- (CH 2 ) n) k -Si (O-C m H 2 m + 1) 4-k in which the substituents have the following meanings: n is an integer from 2 to 10, preferably 3 to 4
- n is an integer from 1 to 5, preferably 1 to 2
- k is 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 H)) 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 an L / D (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, the pretreatment however, is not essential.
- further fillers are kaolin, calcined kaolin, wollastonite, talc and chalk called and additionally platelet or needle-shaped nanofillers preferably in amounts between 0.1 and 10%.
- the molding compositions according to the invention may contain 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 particularly preferably 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 1 - to 3-valent. Examples of these are stearylamine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, di (6-aminohexyl) amine, with ethylenediamine and hexamethylenediamine being particularly preferred. Accordingly, preferred esters or amides are glycerin distearate, glycerol tristearate, ethylenediamine distearate, glycerin monopalmitate, glycerol trilaurate, glycerin monobehenate and pentaerythritol tetrastearate.
- 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 are C 1 -C 8 -alkyl groups which in turn may be substituted (at least one of which is a sterically demanding group) and R 6 is a bivalent aliphatic radical having 1 to 10 C atoms means that may also have CO bonds in the main chain.
- the antioxidants H which can be used individually or as mixtures, are in an amount of 0.05 to 3 wt .-%, preferably from 0.1 to 1, 5 wt .-%, in particular 0.1 to 1 Wt .-%, based on the total weight of the molding compositions A) to H).
- 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.
- Preferred components H) have both a P-containing substituent and a hindered phenol moiety and are e.g. as lrgafos®168, lrgafos® TPP, Irgafos® TNPP, Irgafos® P-EPQ (phosphonite) from BASF SE are commercially available.
- the molding compositions according to the invention may contain 0.05 to 5, preferably 0.1 to 2 and in particular 0.25 to 1, 5 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.
- the nigrosine is technically obtained by heating nitrobenzene, aniline and aniline with anhydrous metal.
- Component H can be used as the free base or else as the salt (for example hydrochloride).
- nigrosines can be found, for example, in the electronic lexicon Rompp Online, Version 2.8, Thieme-Verlag Stuttgart, 2006, keyword "nigrosine".
- thermoplastic molding compositions according to the invention may contain conventional processing aids such as stabilizers, antioxidants, agents against thermal decomposition and decomposition by ultraviolet light, lubricants and mold release agents, colorants such as dyes and pigments, nucleating agents, plasticizers, etc.
- processing aids such as stabilizers, antioxidants, agents against thermal decomposition and decomposition by ultraviolet light, lubricants and mold release agents, colorants such as dyes and pigments, nucleating agents, plasticizers, etc.
- oxidation inhibitors and heat stabilizers are sterically hindered phosphites and amines (eg TAD), hydroquinones, aromatic secondary amines such as diphenylamines, various substituted representatives of these groups and mixtures thereof in concentrations up to 1 wt .-%, based on the weight of called thermoplastic molding compositions.
- TAD sterically hindered phosphites and amines
- hydroquinones such as diphenylamines
- aromatic secondary amines such as diphenylamines
- UV stabilizers which are generally used in amounts of up to 2 wt .-%, based on the molding composition, various substituted resorcinols, salicylates, Benzotriazo- le and benzophenones may be mentioned. It is possible to add inorganic pigments such as titanium dioxide, ultramarine blue, iron oxide and carbon black, furthermore organic pigments such as phthalocyanines, quinacridones, perylenes and also dyes such as anthraquinones as colorants.
- inorganic pigments such as titanium dioxide, ultramarine blue, iron oxide and carbon black
- organic pigments such as phthalocyanines, quinacridones, perylenes and also dyes such as anthraquinones as colorants.
- Flame retardants which may be mentioned are phosphorus, P- and N-containing compounds.
- 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 by mixing the starting components in customary mixing devices such as screw extruders, Brabender mills or Banbury mills and then extruding. After extrusion, the extrudate can be cooled and comminuted. It 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 crosslinking of the molding compositions is preferably carried out not or only in minimal form in the packaging itself, but in particular in the subsequent processing, for example by injection molding, carried out here in particular a) by increasing the shear rate or
- the shear rates are increased compared to the usual packaging and are generally from 10 000 1 / s to 200 000 1 / s, preferably from 75 000 1 / s to 125 000 1 / s.
- the temperature can also be increased, depending on the speed of the crosslinking, in order to achieve an optimal degree of crosslinking. Suitable temperatures are in glass fiber reinforced polyamides in the range of 200 to 340, preferably from 240 to 320 ° C.
- the molding compositions according to the invention can be prepared in advance without significant branching and in the subsequent processing, e.g. by injection molding by tempering the shaped bodies, e.g. be carried out in the form of the component itself (tool) or by annealing the moldings in the oven.
- the heat treatment is usually carried out over a period of 1 to 100 hours, preferably from 4 to 48 hours, preferably at temperatures of 150 to 300, in particular from 180 to 240 ° C.
- the gel content measured by GPC is usually stated.
- the gel fraction in the polymer was determined indirectly by GPC.
- the samples were dissolved in hexafluoroisopropanol + 0.05% trifluoroacetic acid potassium salt and filtered through a filter (Millipore Millex FG) having a pore size of 0.2 ⁇ m. Subsequently, the concentration of the polymer eluted from the GPC was determined.
- the shaped bodies preferably have a gel content of at least 20, preferably at least 40 to 80, in particular greater than 80%.
- the molding compositions and moldings of the invention are distinguished by good heat resistance, chemical resistance, lower water absorption, better mechanical properties in the conditioned state, scratch resistance, dimensional stability and creep behavior.
- the molding compositions are suitable for the production of moldings of any kind, especially in the automotive sector.
- Cylinder head covers motorcycle covers, intake pipes, intercooler caps, connectors, gears, fan wheels, cooling water boxes.
- dashboards In the car interior is a use for dashboards, steering column switches, seat parts, headrests, center consoles, gear components and door modules, in the car exterior door handles, exterior mirror components, windscreen wiper components, windscreen wiper housing, grille, roof rails, sunroof frames, engine covers, cylinder head covers, intake pipes (in particular Intake manifold), windscreen wipers and exterior body parts possible.
- PA 6 with a VZ of 145 ml / g (Ultramid® B27 from BASF SE).
- NEXAMITE® A32 (Nexam Chem.) (4- (methylethynyl) phthalic anhydride (CAS: 1240685-26-0)
- Iron powder CAS-No. 7439-89-6 Determination of the Fe, C, N and O content (see description pages 10 and 11), used as a 25% batch in PA 66.
- Lupasol ® registered trademark of BASF SE
- the ratio of primary / secondary / tertiary amines was determined by 13 C NMR spectroscopy.
- the molding compositions were prepared on a ZSK 25 at a throughput of 8 kg / h and about 280 ° C flat temperature profile.
- Carboxyl end groups (CEG): The polyamide granules are dissolved in benzyl alcohol at 220 ° C and titrated with 0.05 mol / l Kalilauge standard solution against cresol red as an indicator in the heat to the end point.
- Amino end groups (AEG):
- the polyamide granules are dissolved at 100 ° C. in a phenol / methanol mixture (weight ratio 75: 25% by weight) and titrated potentiographically with 0.02 mol / l hydrochloric acid standard solution at RT against inflection point.
- HDT HDT / A according to ISO 75-2: 2004; Load 1.8 MPa
- Creep behavior according to DIN EN ISO 899-1; applied voltage: 40 MPa at 150 ° C
- Heat storage The storage was carried out at the indicated temperatures in a convection oven up to 3000h.
- composition of the molding compositions can be found in Table 1.
- Tool Plate 120-120x3 mm; tensile bars were sawn from the plate according to ISO 572-2 IBA; Melt temperature: 290 ° C; Tool temperature 100 ° C
- the gel content in the polymer was determined indirectly by GPC.
- the samples were dissolved in hexafluoroisopropanol + 0.05% trifluoroacetic acid potassium salt and filtered through a filter (Millipore Millex FG) with a pore size of 0.2 ⁇ .
- concentration of the polymer eluted from the GPC was determined.
- Injection pressure 500 bar gel content after annealing at 200 ° C
- bMV and 2 were first annealed at 240 ° C for 24 h in air and then annealed for 1000h at 200 ° C in air
- Composition 1V unannealed
- Composition 2 annealed at 240 ° C for 24 h
Landscapes
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Abstract
Description
Vernetzte Polyamide Crosslinked polyamides
Beschreibung Die Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen, enthaltend Description The invention relates to thermoplastic molding compositions containing
10 bis 99 Gew.-% eines Polyamides 10 to 99 wt .-% of a polyamide
0 bis 50 Gew.-% Glasfasern 0 to 50 wt .-% glass fibers
0,1 bis 20 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel I oder II oder deren Mi schun en 0.1 to 20% by weight of a compound of the general formula I or II or mixtures thereof
wobei Ak unabhängig voneinander Wasserstoff, ein Alkylrest mit 1 bis 10 C-Atomen, ein C 0-1 where Ak is independently hydrogen, an alkyl radical having 1 to 10 C atoms, a C 0-1
Alkylencyclohexylrest, Alkylencyclohexylrest,
Q ein Alkylenrest mit 2 bis 12 C-Atomen, ein Phenylenrest, ein C 1 -4 Alkylen-phenyl- C-1 -4 Alkylenrest oder ein C 0-4 Alkylen-cyclohexandiyl-C 0-4 Alkylenrest bedeuten, Q is an alkylene radical having 2 to 12 C atoms, a phenylene radical, a C 1 -4 alkylene-phenyl-C 1 -4 alkylene radical or a C 0-4 alkylene-cyclohexanediyl-C 0-4 alkylene radical,
D) 0,001 bis 20 Gew.-% Eisenpulver, D) 0.001 to 20% by weight of iron powder,
E) 0,05 bis 3 Gew.-% eines kupferhaltigen Stabilisators, E) 0.05 to 3% by weight of a copper-containing stabilizer,
F) 0 ppm bis 5 Gew.-% einer phosphorhaltigen, anorganischen Säure oder deren F) 0 ppm to 5 wt .-% of a phosphorus-containing, inorganic acid or their
Salze oder deren Esterderivate oder deren Mischungen, Salts or their ester derivatives or mixtures thereof,
G) 0 bis 2 Gew.-% eines Polyethylenimin-Homopolymerisates oder -Copolymerisates, G) 0 to 2% by weight of a polyethyleneimine homopolymer or copolymer,
H) 0 bis 60 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe, wobei die Summe der Gewichtsprozente A) bis H) 100 % ergibt. H) 0 to 60 wt .-% of other additives, wherein the sum of the weight percent A) to H) gives 100%.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung derartiger Formmassen zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art und die hierbei erhältlichen Formkörper, vorzugsweise Kfz-Innenteile jeglicher Art. Thermoplastische Polyamide wie PA6 und PA66 werden häufig in Form von glasfaserverstärkten Formmassen als Konstruktionswerkstoffe für Bauteile, die während ihrer Lebensdauer erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind, eingesetzt, wobei es zu thermooxidativen Schädigungen kommt. Moreover, the present invention relates to the use of such molding compositions for the production of moldings of any kind and the moldings obtainable in this case, preferably automotive interior parts of any kind. Thermoplastic polyamides such as PA6 and PA66 are often used in the form of glass fiber-reinforced molding compositions as construction materials for components that are exposed to elevated temperatures during their life, resulting in thermo-oxidative damage.
Der Einsatz von elementarem Eisenpulver in Polyamiden ist aus den DE-A 26 02 449 , The use of elemental iron powder in polyamides is known from DE-A 26 02 449,
JP-A 09/221590 , JP-A 2000/86889 (jeweils als Füllstoff), JP-A 2000/256 123 (als Dekorzusatz) sowie WO 2006/074912 und WO 2005/007727 (Stabilisatoren) bekannt (Verbesserung der Wärmealterungsbeständigkeit). JP-A 09/221590, JP-A 2000/86889 (each as a filler), JP-A 2000/256 123 (as decorative additive) and WO 2006/074912 and WO 2005/007727 (stabilizers) known (improvement in heat aging resistance).
Weitere Kombinationen von speziellen Eisenpulvern mit anderen Stabilisatoren sind aus den WO 201 1/051 123, WO 201 1/051 121 und WO 2010/076145 bekannt. Further combinations of special iron powders with other stabilizers are known from WO 201 1/051 123, WO 201 1/051 121 and WO 2010/076145.
Polyamide weisen in der Regel einen hohen Widerstand gegen Verschleiß, einen niedrigen Reibungskoeffizienten, gute Wärmebeständigkeit und eine hohe Schlagzähigkeit auf. Aufgrund ihrer hygroskopischen Eigenschaften nehmen Polyamide jedoch Wasser auf, was insbesondere die Zugfestigkeit, Steifigkeit und Schlagzähigkeit beeinflusst. Trotz ihrer exzellenten physikalischen und chemischen Eigenschaften besteht seit langem der Bedarf das Eigenschaftsprofil von Polyamiden hinsichtlich beispielsweise höherer Gebrauchstemperaturen, besserer Chemi- kalienbeständigkeit und verbesserten mechanischen Eigenschaften weiter zu modifizieren oder zu verbessern. Hierzu wurden bereits Versuche unternommen die Eigenschaften der Polyamide durch Vernetzung zu verbessern. Polyamides typically have high resistance to wear, a low coefficient of friction, good heat resistance and high impact strength. However, due to their hygroscopic properties, polyamides absorb water, which in particular affects the tensile strength, rigidity and impact strength. Despite their excellent physical and chemical properties, there has long been a need to further modify or improve the property profile of polyamides in terms of, for example, higher service temperatures, better chemical resistance, and improved mechanical properties. For this purpose, attempts have already been made to improve the properties of the polyamides by crosslinking.
Eine Möglichkeit quervernetzte Polyamide zu erhalten, ist die Nutzung der sogenannten Nach- quervernetzungsfahrweise, wobei ein Additiv während der Polymerisation oder der Compoun- dierung zugegeben wird. Nach Spritzguss des Polyamidteils wird via eines externen Stimulus z.B. durch Strahlung oder Hitze dieses Additiv angeregt, damit es mit der Polyamidkette reagiert. Z.B. ist aus Charlesby, A, 1953, Nature 171 ,167 und Deeley, C. W., Woodward, AE., Sauer, J.A,1957, J. Appl. Phys. 28, 1 124-1 130 die Bestrahlung zur Quervernetzung von spritzgegossenen Thermoplasten wie Polyamiden bekannt. One possibility for obtaining crosslinked polyamides is the use of the so-called post-crosslinking procedure, in which case an additive is added during the polymerization or the compounding. After injection of the polyamide part, via an external stimulus e.g. this additive is excited by radiation or heat to react with the polyamide chain. For example, is from Charlesby, A, 1953, Nature 171, 167 and Deeley, C.W., Woodward, AE., Sauer, J.A, 1957, J. Appl. Phys. 28, 1 124-1 130 irradiation for crosslinking of injection-molded thermoplastics known as polyamides.
Nachteilig bei diesen Verfahren ist die schlechte Reproduzierbarkeit und eine aufwendige sowie kostenintensive Nachvernetzung mittels Strahlungsvorrichtung. A disadvantage of these methods is the poor reproducibility and a costly and costly post-crosslinking by means of radiation device.
DE-A 2010028062 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung vernetzter organischer Polymere durch Umsetzen eines Polymers mit einem Vernetzungsmittel aus der Gruppe der substituierten Cyanurate und Isocyanurate. Die Vernetzung erfolgt entweder durch Zusatz eines geeigneten Peroxids bei 160 bis 190°C oder durch Elektronenstrahlvernetzung. Als verbesserte Eigenschaft wird eine erhöhte Wärmeformbeständigkeit für vernetztes PA66 genannt. Ebenso kann die Vernetzung auch thermisch angeregt werden: „Angew. Makromol. Chem. 1983, 1 1 1 , 17-27" beschreibt die Synthese von aromatischen Polyamiden mit Imidseitengrup- pen aus 4,4'-Diaminodiphenylether und Imid-Disäurechloriden durch Lösungspolykondensation. Die so hergestellten Polyamidimide können durch Erhitzen auf 220°C vernetzen und geben unlösliche Materialien mit verbesserter mechanischer Festigkeit. DE-A 2010028062 describes a process for preparing crosslinked organic polymers by reacting a polymer with a crosslinking agent selected from the group consisting of substituted cyanurates and isocyanurates. The crosslinking is carried out either by addition of a suitable peroxide at 160 to 190 ° C or by electron beam crosslinking. An improved property is called increased heat resistance for crosslinked PA66. Likewise, the crosslinking can also be thermally excited: "Angew. Makromol. Chem., 1983, 1111, 17-27 "describes the synthesis of aromatic polyamides having imide side groups from 4,4'-diaminodiphenyl ether and imide-diacid chlorides by solution polycondensation.The polyamide-imides thus prepared can be crosslinked and heated by heating to 220.degree insoluble materials with improved mechanical strength.
Ethynyl-modifizierte Polymere lassen sich ebenfalls thermisch vernetzen. So beschreibt US5493002 die Vernetzung von Oligoimiden welche durch PEPA (Phenylethynylphthalsäure- anhydrid) sog.„geendcappt" (auch als Verkappen von Endgruppen eines Polymers bezeichnet) wurden. Die mit PEPA modifizierten Oligomere/Polymere werden durch Tempern bei 400°C vernetzt. Ethynyl-modified polymers can also be thermally crosslinked. For example, US5493002 describes the crosslinking of oligoimides which have been capped by PEPA (phenylethynylphthalic acid anhydride) (also referred to as capping end groups of a polymer) .The PEPA-modified oligomers / polymers are crosslinked by annealing at 400 ° C.
EP-A 2 444 387 offenbart die Modifizierung von Polyamiden mit ethynylmodifizierten Phthalsäu- reanhydriden. Als Beispiel wird PA66 in der Schmelze durch MEPA (5-(prop-1 -yn-1 - yl)isobenzofuran-1 ,3-dione) durch„Endcapping" modifiziert. Die thermisch aktivierte Vernetzung des so erhaltenen ethynylmodifizierten PA66 wird durch Messung der Schmelzeviskosität bei verschiedenen Temperaturen gezeigt. EP-A 2 444 387 discloses the modification of polyamides with ethynyl-modified phthalic anhydrides. As an example, PA66 is melt modified by MEPA (5- (prop-1 -yn-1-yl) isobenzofuran-1,3-dione) by endcapping The thermally activated crosslinking of the resulting ethynyl-modified PA66 is determined by measuring the Melt viscosity at different temperatures shown.
Aus der WO 2010/36175 sowie WO 2010/36170 oder WO 2012/52550 sind weitere Verbindun- gen zur Vernetzung von Polyamiden bekannt, welche durch spezielle Extrusionsbedingungen oder durch Tempern nach dem Spritzguss erhältlich sind, jedoch ohne Faserverstärkung. From WO 2010/36175 as well as WO 2010/36170 or WO 2012/52550 further compounds for the crosslinking of polyamides are known, which are obtainable by special extrusion conditions or by tempering after injection molding, but without fiber reinforcement.
Nachteilig an den hier beschriebenen Verfahren sind die schlechte Reproduzierbarkeit und ein unkontrollierbarer Vernetzungsvorgang, der unter Umständen zu einem nicht mehr verarbeitbaren Polyamid führt. Disadvantages of the processes described here are the poor reproducibility and an uncontrollable crosslinking process, which under certain circumstances leads to a polyamide which can no longer be processed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, vernetzbare Polyamidformmassen zur Verfügung zu stellen, welche einfach herstellbar sind, jedoch die Vernetzung nur in einem definierten und reproduzierbaren Rahmen erfolgt, dass eine Verarbeitung noch problemlos gegeben ist. It was therefore an object of the present invention to provide crosslinkable polyamide molding compounds which are easy to produce, but the crosslinking takes place only in a defined and reproducible framework so that processing is still problem-free.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Formmassen gefunden. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Accordingly, the molding compositions defined above were found. Preferred embodiments are given in the dependent claims.
Es wurde nun gefunden, dass durch die Zugabe u.a. ethynylmodifizierten Phthalsäureanhydri- den bzw. Imiden das Eigenschaftsprofil von glasfaserverstärktem PA deutlich verbessert werden kann. Die Additive werden hierzu bei möglichst niedrigen Temperaturen in das Polyamid eincompoundiert, wodurch sie in der Schmelze die Aminoendgruppen des Polymers„endcap- pen", eine Vernetzung aber nicht/oder in nur so geringem Maßstab stattfindet, sodass das Polymer noch verarbeitet werden kann. Die Dreifachbindungen der Additive werden anschließend in einem weiteren Schritt thermisch aktiviert, z.B. durch Einbringen von großen Scherkräften während des Spritzgusses oder durch Tempern unterhalb des Schmelzpunktes des Polymers. Die so erhaltenen vernetzten Polyamide weisen ein verbessertes Eigenschaftsprofil auf. Darun- ter eine geringere Wasseraufnahme, höhere Wärmeformbeständigkeit und verbessertes Kriechverhalten. Ebenso wird durch die geringere Wasseraufnahme der Abfall der mechanischen Eigenschaften im konditionierten Zustand reduziert. Als Komponente A) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 10 bis 99, vorzugsweise 10 bis 94 und insbesondere 10 bis 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 30 bis 88 Gew.-% mindestens eines Polyamides. It has now been found that the addition of, inter alia, ethynyl-modified phthalic anhydrides or imides can markedly improve the property profile of glass-fiber-reinforced PA. For this purpose, the additives are compounded into the polyamide at the lowest possible temperatures, as a result of which they "endcap" the amino end groups of the polymer in the melt, but crosslinking does not take place or only on a very small scale, so that the polymer can still be processed Triple bonds of the additives are then thermally activated in a further step, for example by introducing large shear forces during injection molding or by annealing below the melting point of the polymer The crosslinked polyamides thus obtained have an improved property profile. ter lower water absorption, higher heat resistance and improved creep behavior. Likewise, the reduced water absorption reduces the drop in mechanical properties in the conditioned state. As component A), the molding compositions of the invention contain 10 to 99, preferably 10 to 94 and in particular 10 to 90 wt .-%, most preferably 30 to 88 wt .-% of at least one polyamide.
Die Polyamide der erfindungsgemäßen Formmassen weisen im allgemeinen eine Viskositäts- zahl von 90 bis 350, vorzugsweise 1 10 bis 240 ml/g auf, bestimmt in einer 0,5 gew.-%igen Lösung in 96 gew.-%iger Schwefelsäure bei 25°C gemäß ISO 307. Insbesondere bevorzugt sind Polyamide mit einer VZ von 130-165 ml/g. The polyamides of the molding compositions according to the invention generally have a viscosity number of 90 to 350, preferably 1 10 to 240 ml / g, determined in a 0.5 wt .-% solution in 96 wt .-% sulfuric acid at 25 ° C according to ISO 307. Particularly preferred are polyamides having a VZ of 130-165 ml / g.
Halbkristalline oder amorphe Harze mit einem Molekulargewicht (Gewichtsmittelwert) von min- destens 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. Semicrystalline or amorphous resins having a weight average molecular weight of at least 5,000, such as 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.
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. 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.
Als Dicarbonsäuren sind Alkandicarbonsäuren mit 6 bis 12, insbesondere 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und aromatische Dicarbonsäuren einsetzbar. Hier seien nur Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure und Terephthal- und/oder Isophthalsäure als Säuren genannt. As dicarboxylic acids alkanedicarboxylic acids having 6 to 12, in particular 6 to 10 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids can be used. Here only adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and terephthalic and / or isophthalic acid may be mentioned as acids.
Als Diamine eignen sich besonders Alkandiamine mit 6 bis 12, insbesondere 6 bis Suitable diamines are, in particular, alkanediamines having 6 to 12, in particular 6 to
8 Kohlenstoffatomen sowie m-Xylylendiamin (z.B. Ultramid® X17 der BASF SE, ein 1 : 1 molares Verhältnis von MXDA mit Adipinsäure), 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. 8 carbon atoms and m-xylylenediamine (for example Ultramid ® X17 from BASF SE, a 1: 1 molar ratio of MXDA with adipic acid), 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.
Bevorzugte Polyamide sind Polyhexamethylenadipinsäureamid, Polyhexamethylen- sebacinsäureamid und Polycaprolactam sowie Copolyamide 6/66, insbesondere mit einem An- teil von 5 bis 95 Gew.-% an Caprolactam-Einheiten (z.B. Ultramid® C33 der BASF SE). Preferred polyamides are polyhexamethylene adipamide, polyhexamethylene sebacamide and polycaprolactam and copolyamides 6/66, in particular with an on part of Figure 5 to 95 wt .-% of caprolactam units (for example Ultramid ® C33 BASF SE).
Weiterhin geeignete Polyamide sind erhältlich aus ω-Aminoalkylnitrilen wie beispielsweise Ami- nocapronitril (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. Further suitable polyamides are obtainable from ω-aminoalkyl nitriles such as 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. In addition, polyamides may also be mentioned which are obtainable, for example, by condensation of 1,4-diaminobutane with adipic acid at elevated temperature (polyamide 4,6). Production processes for polyamides of this structure are described, for example, in EP-A 38 094, EP-A 38 582 and EP-A 39 524.
Weiterhin sind Polyamide, die durch Copolymerisation zweier oder mehrerer der vorgenannten Monomeren erhältlich sind, oder Mischungen mehrerer Polyamide geeignet, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist. Besonders bevorzugt sind Mischungen von Polyamid 66 mit anderen Polyamiden, insbesondere Copolyamide 6/66. Furthermore, 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. Particular preference is given to mixtures of polyamide 66 with other polyamides, in particular copolyamides 6/66.
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). Weitere hochtemperaturbeständige Polyamide sind aus der EP-A 19 94 075 bekannt (PA 6T/6I/MXD6). Furthermore, such 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). Further high-temperature-resistant polyamides are known from EP-A 19 94 075 (PA 6T / 6I / MXD6).
Die Herstellung der bevorzugten teilaromatischen Copolyamide mit niedrigem Triamingehalt kann nach den in den EP-A 129 195 und 129 196 beschriebenen Verfahren erfolgen. 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.
Die nachfolgende nicht abschließende Aufstellung enthält die genannten, sowie weitere Poly- amide A) im Sinne der Erfindung und die enthaltenen Monomeren. The following non-exhaustive list contains the mentioned, as well as other polyamides A) in the context of the invention and the monomers contained.
AB-Polymere: AB-polymers:
PA 4 Pyrrolidon PA 4 pyrrolidone
PA 6 ε-Caprolactam PA 6 ε-caprolactam
PA 7 Ethanolactam PA 7 ethanolactam
PA 8 Capryllactam PA 8 capryllactam
PA 9 9-Aminopelargonsäure PA 9 9-aminopelargonic acid
PA 1 1 1 1 -Aminoundecansäure PA 1 1 1 1 -aminoundecanoic acid
PA 12 Laurinlactam PA 12 laurolactam
AA/BB-Polymere AA / BB-polymers
PA 46 Tetramethylendiamin, Adipinsäure PA 46 tetramethylenediamine, adipic acid
PA 66 Hexamethylendiamin, Adipinsäure PA 66 hexamethylenediamine, adipic acid
PA 69 Hexamethylendiamin, Azelainsäure PA 69 hexamethylenediamine, azelaic acid
PA 610 Hexamethylendiamin, Sebacinsäure PA 610 hexamethylenediamine, sebacic acid
PA 612 Hexamethylendiamin, Decandicarbonsäure PA 612 hexamethylenediamine, decanedicarboxylic acid
PA 613 Hexamethylendiamin, Undecandicarbonsäure PA 613 hexamethylenediamine, undecanedicarboxylic acid
PA 1212 1 ,12-Dodecandiamin, Decandicarbonsäure PA 1212 1, 12-dodecanediamine, decanedicarboxylic acid
PA 1313 1 ,13-Diaminotridecan, Undecandicarbonsäure PA 1313 1, 13-diaminotridecane, undecanedicarboxylic acid
PA 6T Hexamethylendiamin, Terephthalsäure PA 6T hexamethylenediamine, terephthalic acid
PA 9T 1 ,9-nonanediamin, Terephthalsäure PA MXD6 m-Xylylendiamin, Adipinsäure PA 9T 1, 9-nonanediamine, terephthalic acid PA MXD6 m-xylylenediamine, adipic acid
PA 61 Hexamethylendiamin, Isophthalsäure PA 61 hexamethylenediamine, isophthalic acid
PA 6-3-T Trimethylhexamethylendiamin, Terephthalsäure PA 6-3-T trimethylhexamethylenediamine, terephthalic acid
PA 6/6T (siehe PA 6 und PA 6T) PA 6 / 6T (see PA 6 and PA 6T)
PA 6/66 (siehe PA 6 und PA 66) PA 6/66 (see PA 6 and PA 66)
PA 6/12 (siehe PA 6 und PA 12) PA 6/12 (see PA 6 and PA 12)
PA 66/6/610 (siehe PA 66, PA 6 und PA 610) PA 66/6/610 (see PA 66, PA 6 and PA 610)
PA 6I/6T (siehe PA 61 und PA 6T) PA 6I / 6T (see PA 61 and PA 6T)
PA PACM 12 Diaminodicyclohexylmethan, Laurinlactam PA PACM 12 diaminodicyclohexylmethane, laurolactam
PA 6I/6T/PACM Wie PA 6I/6T + Diaminodicyclohexylmethan PA 6I / 6T / PACM Like PA 6I / 6T + diaminodicyclohexylmethane
PA 12/MACMI Laurinlactam, Dimethyl-diaminodicyclohexylmethan, Isophthalsäure PA 12 / MACMI laurolactam, dimethyldiaminodicyclohexylmethane, isophthalic acid
PA 12/MACMT Laurinlactam, Dimethyl-diaminodicyclohexylmethan, TerephthalsäurePA 12 / MACMT laurolactam, dimethyldiaminodicyclohexylmethane, terephthalic acid
PA PDA-T Phenylendiamin, Terephthalsäure PA PDA-T phenylenediamine, terephthalic acid
Bevorzugte Polyamide weisen eine Zahl der primären Aminoendgruppen von > 75 mmol/kg, , insbesondere ä 90 mmol/kg, auf. Die Anzahl der primären Aminoendgruppen der erfindungsgemäß einsetzbaren Polyamide kann bei ihrer Herstellung durch ein passendes Verhältnis von in den Monomeren vorliegenden Amino- zu Carbonsäureendgruppen eingestellt werden. Das Vorliegen dieser speziellen Zahl an primären Aminoendgruppen trägt dazu bei, die Vernetzbar- keit der erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen zu erhöhen. Preferred polyamides have a number of primary amino end groups of> 75 mmol / kg, in particular equal to 90 mmol / kg. The number of primary amino end groups of the inventively employable polyamides can be adjusted in their preparation by an appropriate ratio of present in the monomers amino to carboxylic acid end groups. The presence of this particular number of primary amino end groups helps to increase the crosslinkability of the thermoplastic molding compositions of the invention.
Die Bestimmung der Aminoendgruppen kann man beispielsweise mittels Titration einer Lösung des Polyamids in Gegenwart eines Indikators durchführen. Dazu wird das Polyamid in einem Gemisch aus Phenol und Methanol (z.B. 75 Gew.-% Phenol und 25 Gew.-% Methanol) unter Erwärmen gelöst. Beispielsweise kann man die Mischung unter Rückfluss am Siedepunkt halten, bis das Polymer gelöst ist. Die abgekühlte Lösung wird mit einem geeigneten Indikator bzw. einer Indikatormischung (z.B. methanolische Lösung aus Benzylorange und Methylenblau) ver- setzt und mit einer methanolhaltigen Perchlorsäurelösung in Glycol, bis zum Farbumschlag titriert. Aus dem Perchlorsäureverbrauch wird die Aminoendgruppenkonzentration berechnet. The determination of the amino end groups can be carried out for example by means of titration of a solution of the polyamide in the presence of an indicator. To this end, the polyamide is dissolved in a mixture of phenol and methanol (e.g., 75% by weight of phenol and 25% by weight of methanol) with heating. For example, the mixture may be refluxed at the boiling point until the polymer is dissolved. The cooled solution is mixed with a suitable indicator mixture (for example, methanol solution of benzyl orange and methylene blue) and titrated with a methanol-containing perchloric acid solution in glycol until the color changes. From the perchloric acid consumption, the amino end group concentration is calculated.
Alternativ kann man die Titration ohne Indikator auch potentiometrisch mit einer Salzsäurelösung in einem Phenol-/Methanolgemisch durchführen. Alternatively, the titration without indicator can also be carried out potentiometrically with a hydrochloric acid solution in a phenol / methanol mixture.
Die Bestimmung der Carboxylendgruppen kann man z.B. ebenfalls durch Titration einer Lösung des Polyamids unter Verwendung eines Indikators vornehmen. Dazu wird das Polyamid in Benzylalkohol (Phenylmethanol) unter Erwärmen, z.B. bis zum Sieden, gelöst, wobei man ein Steigrohr aufsetzt und Stickstoffgas einleitet. Die noch heiße Lösung wird mit einem geeigneten Indikator (z.B. propanolische Lösung von Kresolrot) versetzt und sofort mit einer alkoholischen Kaliumhydroxidlösung (KOH gelöst in einer Mischung aus Methanol, 1 -Propanol und 1 -Hexanol) bis zum Farbumschlag titriert. Aus dem KOH-Verbrauch wird die Carboxylendgruppenkonzent- ration berechnet. Alternativ kann man die Titration ohne Indikator auch potentiometrisch mit einer NaOH-Lösung in Benzylalkohol durchführen, wie in der WO 02/26865 auf Seite 1 1-12 beschrieben. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Polyamid einen molaren Anteil an mit einem Diamin geregelten Ketten von > 30 mol-%, bevorzugt > 40 mol-%, besonders bevorzugt ä 50 mol-% auf. Das Vorliegen von wenigstens 30 mol-% an Polymerketten, die mit einem Diamin geregelt sind, trägt mit dazu bei, die Stabilität gegen thermooxidativen Abbau und die Hydrolysebeständigkeit signifikant zu erhöhen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Di- amin zu Beginn der Polymerisation zu der Monomermischung hinzu gegeben. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Diamin bei der Herstellung des Polyamids nachträglich zu der Polymerschmelze dosiert. The determination of the carboxyl end groups can also be carried out, for example, by titration of a solution of the polyamide using an indicator. For this purpose, the polyamide is dissolved in benzyl alcohol (phenylmethanol) with heating, for example until boiling, wherein a riser is placed and nitrogen gas is introduced. The still hot solution is treated with a suitable indicator (eg propanolic solution of cresol red) and immediately titrated with an alcoholic potassium hydroxide solution (KOH dissolved in a mixture of methanol, 1-propanol and 1 -hexanol) until the color changes. From the KOH consumption, the carboxyl end group concentration is calculated. Alternatively, the titration without indicator can also be carried out potentiometrically with a NaOH solution in benzyl alcohol, as described in WO 02/26865 on pages 1-12. In a further preferred embodiment, the polyamide has a molar fraction of diamine-controlled chains of> 30 mol%, preferably> 40 mol%, particularly preferably 50 mol%. The presence of at least 30 mol% of polymer chains, which are controlled with a diamine, helps to significantly increase the stability against thermo-oxidative degradation and hydrolysis resistance. In a preferred embodiment, the diamine is added to the monomer mixture at the beginning of the polymerization. In a further preferred embodiment, the diamine is metered in the preparation of the polyamide subsequently to the polymer melt.
Geeignete Polyamide sind z.B. in den US-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. Suitable polyamides are e.g. in 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.
Es können aliphatische, teilaromatische oder aromatische Polyamide eingesetzt werden, wobei aliphatische Polyamide bevorzugt sind. Der Begriff„aliphatische Polyamide" bedeutet, dass die Polyamide ausschließlich aus aliphatischen Monomeren aufgebaut sind. Der Begriff„teilaroma- tische Polyamide" bedeutet, dass die Polyamide sowohl aus aliphatischen als auch aus aromatischen Monomeren aufgebaut sind. Der Begriff„aromatische Polyamide" bedeutet, dass die Polyamide ausschließlich aus aromatischen Monomeren aufgebaut sind. Aliphatic, partially aromatic or aromatic polyamides may be used, with aliphatic polyamides being preferred. The term "aliphatic polyamides" means that the polyamides are exclusively composed of aliphatic monomers The term "partially aromatic polyamides" means that the polyamides are composed of both aliphatic and aromatic monomers. The term "aromatic polyamides" means that the polyamides are composed exclusively of aromatic monomers.
Besonders bevorzugt werden in den thermoplastischen Formmassen Polyamide eingesetzt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyhexamethylenadipinsäureamid (Nylon 66, Polyamid 66), einer Mischung von Polyamiden mit einem Polyamid 66-Anteil von wenigstens 80 Gew.-% oder einem Copolyamid, dessen Bausteine zu wenigstens 80 Gew.-% von Adipinsäure und Hexamethylendiamin ableitbar sind, Polyhexamethylenazelainsäureamid (Nylon 69, Polyamid 69), Polyhexamethylensebacinsäureamid (Nylon 610, Polyamid 610), Polyhexamethyl- endodecandisäureamid (Nylon 612, Polyamid 612), die durch Ringöffnung von Lactamen erhaltenen Polyamide wie Polycaprolactam (Nylon 6, Polyamid 6), Polylaurinsäurelactam, Poly-1 1 - aminoundecansäure und ein Polyamid aus Di(p-aminocyclohexyl)-methan und Dodecandisäure, Polyamide, die z.B. durch Kondensation von 1 ,4-Diaminobutan mit Adipinsäure unter erhöhter Temperatur erhältlich sind (Nylon 46, Polyamid 46) und Mischungen davon. Herstellungsverfah- ren für Polyamide dieser Struktur sind z. B. in den EP-A-0038 094, EP A-0 038 582 und EP-A-0 039 524 beschrieben. Particular preference is given in the thermoplastic molding compositions to polyamides selected from the group consisting of polyhexamethylene adipamide (nylon 66, polyamide 66), a mixture of polyamides having a polyamide 66 content of at least 80% by weight or a copolyamide whose components are at least 80% % By weight of adipic acid and hexamethylenediamine, polyhexamethyleneazelaic acid amide (nylon 69, polyamide 69), polyhexamethylenesebacamide (nylon 610, polyamide 610), polyhexamethylenedodecanediamide (nylon 612, polyamide 612), the polyamides obtained by ring opening of lactams, such as polycaprolactam ( Nylon 6, polyamide 6), polylauric acid lactam, poly-1 1 - aminoundecanoic acid and a polyamide of di (p-aminocyclohexyl) methane and dodecanedioic acid, polyamides, eg obtainable by condensation of 1,4-diaminobutane with adipic acid at elevated temperature (nylon 46, polyamide 46) and mixtures thereof. Manufacturing processes for polyamides of this structure are, for. In EP-A-0038 094, EP-A-0 038 582 and EP-A-0 039 524.
„Ableitbar von" oder„ableiten von" bedeuten im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die genannten Monomere selbst oder Monomere, die sich aus den genannten Monomeren durch Hinzufügen gleicher oder verschiedener, aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffreste ergeben, eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden in den thermoplastischen Formmassen Polyamide eingesetzt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyhexamethylenadipinsäureamid (Nylon 66, Polyamid 66), einer Mischung von Polyamiden mit einem Polyamid 66-Anteil von wenigstens 80 Gew.-% oder einem Copolyamid, dessen Bausteine zu wenigstens 80 Gew.-% von Adipinsäure und Hexamethylendiamin ableitbar sind, Polyhexamethylenazelainsäureamid (Nylon 69, Polyamid 69), Polyhexamethylensebacinsäureamid (Nylon 610, Polyamid 610), Polyhexamethyl- endodecandisäureamid (Nylon 612, Polyamid 612), die durch Ringöffnung von Lactamen erhaltenen Polyamide wie Polycaprolactam (Nylon 6, Polyamid 6), Polylaurinsäurelactam, Poly-1 1 - aminoundecansäure und ein Polyamid aus Di(p-aminocyclohexyl)-methan und Dodecandisäure, Polyamide, die z.B. durch Kondensation von 1 ,4-Diaminobutan mit Adipinsäure unter erhöhter Temperatur erhältlich sind (Nylon 46, Polyamid 46) und Mischungen davon. Herstellungsverfahren für Polyamide dieser Struktur sind z.B. in den EP-A-0038 094, EP-A-0 038 582 und In the context of the present invention, "derivable from" or "derived from" means that the stated monomers themselves or monomers resulting from the said monomers are added by adding identical or different, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals. Particular preference is given to using in the thermoplastic molding compositions polyamides selected from the group consisting of polyhexamethylene adipamide (nylon 66, nylon 66), a mixture of polyamides having a nylon 66 content of at least 80% by weight or a copolyamide, the components of which at least 80% by weight of adipic acid and hexamethylenediamine are derivable, polyhexamethyleneazelaic acid amide (nylon 69, polyamide 69), polyhexamethylenesebacamide (nylon 610, polyamide 610), polyhexamethylenedodecanediamide (nylon 612, polyamide 612), the polyamides obtained by ring opening of lactams, such as Polycaprolactam (nylon 6, polyamide 6), polylauric acid lactam, poly-1 1 - aminoundecanoic acid and a polyamide of di (p-aminocyclohexyl) methane and dodecanedioic acid, polyamides obtainable, for example, by condensation of 1,4-diaminobutane with adipic acid at elevated temperature are (nylon 46, polyamide 46) and mixtures thereof. Production processes for polyamides of this structure are described, for example, in EP-A-0038 094, EP-A-0 038 582 and US Pat
EP-A-0 039 524 beschrieben. Polycaprolactam (Nylon 6, Polyamid 6) kann auch erhalten werden durch eine Polykondensati- onsreaktion von 6-Amino-hexansäure. EP-A-0 039 524. Polycaprolactam (nylon 6, polyamide 6) can also be obtained by a polycondensation reaction of 6-aminohexanoic acid.
Ganz besonders bevorzugt sind in den erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen Polyamide, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyhexamethylenadipin- säureamid (Nylon 66, Polyamid 66), einer Mischung von Polyamiden mit einem Polyamid 66- Anteil von wenigstens 80 Gew.-% oder einem Copolyamid, dessen Bausteine zu wenigstens 80 Gew.-% von Adipinsäure und Hexamethylendiamin ableitbar sind, Polycaprolactam (Nylon 6, Polyamid 6) oder deren Mischungen. Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können als Komponente B) 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 45 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% Glasfasern enthalten. Very particular preference is given in the thermoplastic molding compositions according to the invention to polyamides which are selected from the group consisting of polyhexamethylene adipamide (nylon 66, nylon 66), a mixture of polyamides having a polyamide 66 content of at least 80% by weight or a copolyamide , whose building blocks are derivable to at least 80 wt .-% of adipic acid and hexamethylenediamine, polycaprolactam (nylon 6, polyamide 6) or mixtures thereof. The novel thermoplastic molding compositions may contain, as component B), 0 to 50% by weight, preferably 5 to 45% by weight, in particular 10 to 40% by weight, of glass fibers.
In den erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können alle dem Fachmann bekannten und für den Einsatz in thermoplastischen Formmassen geeigneten Glasfasern vorlie- gen. Diese Glasfasern können nach dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt und, gegebenenfalls, oberflächenbehandelt werden. Die Glasfasern können zur besseren Verträglichkeit mit dem Matrixmaterial mit einer Schlichte, ausgerüstet sein, wie sie z.B. in DE 101 17715 beschrieben. Insbesondere werden erfindungsgemäß E-Glasfasern verwendet. Es können aber auch alle anderen Glasfasersorten, wie z.B. A-, C-, D-, M-, S-, R-Glasfasern oder beliebige Mischungen davon oder Mischungen mit E-Glasfasern eingesetzt werden. In the thermoplastic molding compositions according to the invention, all glass fibers known to the person skilled in the art and suitable for use in thermoplastic molding compositions can be present. These glass fibers can be prepared by methods known to the person skilled in the art and, if appropriate, surface-treated. The glass fibers may be provided with a size for better compatibility with the matrix material, as e.g. in DE 101 17715. In particular, E-glass fibers are used according to the invention. But it can also all other types of glass fiber, such. A, C, D, M, S, R glass fibers or any mixtures thereof or mixtures with E glass fibers are used.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Glasfasern mit einem Durchmesser von 5 bis 15 μηη, bevorzugt 7 bis 13 μηη, besonders bevorzugt 9 bis 1 1 μηη eingesetzt. In a preferred embodiment, glass fibers having a diameter of 5 to 15 μm, preferably 7 to 13 μm, particularly preferably 9 to 11 μm are used.
Die Einarbeitung der Glasfasern kann sowohl in Form von Schnittglasfasern als auch in Form von Endlossträngen (Rovings) erfolgen. Die Länge der einsetzbaren Glasfasern beträgt in der Regel vor Einarbeitung als Schnittglasfasern in die thermoplastischen Formmassen typischerweise 4 bis 5 mm. Nach der Verarbeitung der Glasfasern, beispielsweise durch Co-Extrusion, mit den anderen Komponenten liegen die Glasfasern üblicherweise in einer mittleren Länge von 100 bis 400 μπι, bevorzugt 200 bis 350 μηι vor. The incorporation of the glass fibers can take place both in the form of chopped glass fibers and in the form of endless strands (rovings). The length of the usable glass fibers is in the Usually before incorporation as chopped glass fibers in the thermoplastic molding compositions typically 4 to 5 mm. After the processing of the glass fibers, for example by co-extrusion, with the other components, the glass fibers are usually in a mean length of 100 to 400 μπι, preferably 200 to 350 μηι ago.
Als Komponente C) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,2 bis 20, insbesondere 1 bis 15 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel I oder II oder deren Mischun en As component C), the molding compositions according to the invention contain 0.1 to 20, preferably 0.2 to 20, in particular 1 to 15 wt .-% of a compound of general formula I or II or their Mischun s
wobei Ak unabhängig voneinander Wasserstoff, ein Alkylrest mit 1 bis 10 C-Atomen, ein C 0-1 where Ak is independently hydrogen, an alkyl radical having 1 to 10 C atoms, a C 0-1
Alkylencyclohexylrest, Alkylencyclohexylrest,
Q ein Alkylenrest mit 2 bis 12 C-Atomen, ein Phenylenrest, ein C 1 -4 Alkylen-phenyl- C-1 -4 Alkylenrest oder ein C 0-4 Alkylen-cyclohexandiyl-C 0-4 Alkylenrest bedeuten. Q is an alkylene radical having 2 to 12 C atoms, a phenylene radical, a C 1 -4 alkylene-phenyl-C-1 -4 alkylene radical or a C 0-4 alkylene-cyclohexanediyl-C 0-4 alkylene radical.
Bevorzugt steht für Ak der Formel I oder II der Komponente C) Methyl, Ethyl, i-Propyl, n-Butyl, t- Butyl, n-Pentyl oder Neopentyl und Q für einen Tetramethylen-, Hexamethylen- oder Phenylenrest. For Ak of formula I or II of component C), preference is given to methyl, ethyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentyl or neopentyl and Q is a tetramethylene, hexamethylene or phenylene radical.
Bevorzugte Vernetzer als Komponente C) sind Preferred crosslinkers as component C) are
oder deren Mischungen. or mixtures thereof.
Verfahren zur Herstellung der ungesättigten Verbindungen C) sind aus den EP-A 2 444 387, WO 2010/36175, WO 2010/36170 sowie WO 2012/52550 bekannt. Derartige Verbindungen sind z.B. als Nexamite ® der Firma Nexam Chem., SE im Handel erhältlich. Processes for the preparation of the unsaturated compounds C) are known from EP-A 2 444 387, WO 2010/36175, WO 2010/36170 and WO 2012/52550. Such compounds are e.g. commercially available as Nexamite® from Nexam Chem., SE.
Als Komponente D) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 0,001 bis 20, vorzugsweise 0,05 bis 10 und insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-% Eisenpulver, bevorzugt mit einer Teilchengröße (auch als Partikelgröße bezeichnet) von maximal 10 μηη (dso-Wert). Bevorzugte Fe-Pulver sind durch thermische Zersetzung von Eisenpentacarbonyl erhältlich. As component D), the molding compositions of the invention contain from 0.001 to 20, preferably from 0.05 to 10, and in particular from 0.1 to 5,% by weight of iron powder, preferably with a particle size (also referred to as particle size) of not more than 10 μm (d 50 value). , Preferred Fe powders are obtainable by thermal decomposition of iron pentacarbonyl.
Eisen kommt in mehreren allotropen Modifikationen vor: 1 . α-Fe (Ferrit) bildet raumzentrierte Würfelgitter, ist magnetisierbar, löst wenig Kohlenstoff, kommt in reinem Eisen bis 928°C vor. Bei 770°C (Curie-Temperatur) verliert es seine fer- romagnetischen Eigenschaften und wird paramagnetisch; Eisen im Temperaturbereich von 770 bis 928°C wird auch als ß-Fe bezeichnet. Bei gewöhnlicher Temperatur und einem Druck von mindestens 13000 MPa geht α-Fe in sog. ε-Fe unter einer Vol. - Verminderung von ca. 0,20 cm3/mol über, wobei sich die Dichte von 7,85 auf 9,1 (beiIron occurs in several allotropic modifications: 1. α-Fe (ferrite) forms space-centered cubic lattice, is magnetisable, dissolves little carbon, occurs in pure iron up to 928 ° C. At 770 ° C (Curie temperature) it loses its ferromagnetic properties and becomes paramagnetic; Iron in the temperature range of 770 to 928 ° C is also referred to as β-Fe. At ordinary temperature and a pressure of at least 13000 MPa, α-Fe passes into so-called ε-Fe under a vol. Reduction of about 0.20 cm 3 / mol, the density increasing from 7.85 to 9.1 (at
20000 MPa) erhöht. 20000 MPa) increased.
2. γ-Fe (Austenit) bildet flächenzentrierte Würfelgitter, ist unmagnetisch, löst viel Kohlenstoff und ist nur im Temperaturbereich von 928 bis 1398°C zu beobachten. 2. γ-Fe (austenite) forms face-centered cubic lattice, is non-magnetic, dissolves a lot of carbon and can only be observed in the temperature range of 928 to 1398 ° C.
3. δ-Fe, raumzentriert, existiert zwischen 1398°C und dem Schmelzpunkt 1539°C. Metallisches Eisen ist allgemein silberweiß, mit einer Dichte 7,874 g/cm3 (Schwermetall), Schmelzpunkt 1539°C, Siedepunkt 2880°C; spezifische Wärme (zwischen 18 und 100°C) etwa 0,5 g_1 K - Zugfestigkeit 220 bis 280 N/mm2. Die Werte gelten für das chemisch reine Eisen. Großtechnisch wird Eisen durch Verhüttung von Eisenerzen, Eisenschlacken, Kiesabbränden, Gichtstaub und durch Umschmelzen von Schrott und Legierung hergestellt. 3. δ-Fe, body centered, exists between 1398 ° C and the melting point 1539 ° C. Metallic iron is generally silver white, with a density of 7.874 g / cm 3 (heavy metal), melting point 1539 ° C, boiling point 2880 ° C; specific heat (between 18 and 100 ° C) about 0.5 g _1 K - tensile strength 220 to 280 N / mm 2 . The values apply to the chemically pure iron. Iron is produced industrially by the smelting of iron ores, iron slags, gravel burns, gout dust and remelting of scrap and alloy.
Das erfindungsgemäße Eisenpulver wird bevorzugt durch thermische Zersetzung von Eisen- pentacarbonyl hergestellt, vorzugsweise bei Temperaturen von 150°C bis 350°C. Die hierbei erhältlichen Partikel (Teilchen) haben eine vorzugsweise sphärische Form, d.h. kugelförmig oder nahezu kugelförmige Form (auch als sphärolitisch bezeichnet). The iron powder of the invention is preferably prepared by thermal decomposition of iron pentacarbonyl, preferably at temperatures of 150 ° C to 350 ° C. The particles (particles) obtainable in this case have a preferably spherical shape, i. spherical or nearly spherical shape (also referred to as spherulitic).
Bevorzugtes Eisenpulver weist eine Teilchengrößenverteilung (Partikelgrößenverteilung) wie nachstehend beschrieben auf, wobei die Teilchengrößenverteilung mittels Laserbeugung in einer hoch verdünnten wässrigen Suspension (z.B. mit Beckmann LS13320 Gerät) bestimmt wird. Optional kann die nachfolgend beschriebene Teilchengröße (und Verteilung) durch Mahlen oder/und Sieben eingestellt werden. Preferred iron powder has a particle size distribution as described below, the particle size distribution being determined by laser diffraction in a highly diluted aqueous suspension (e.g. Optionally, the particle size (and distribution) described below can be adjusted by milling and / or sieving.
Hierbei bedeutet dxx = XX% des Gesamtvolumens der Partikel ist kleiner als der Wert. d5o-Werte: max. 10 μηη, vorzugsweise 1 ,6 bis 8, insbesondere 2,9 bis 7,5 μηη, ganz besonders Here, dxx = XX% of the total volume of the particles is smaller than the value. d5o values: max. 10 μηη, preferably 1, 6 to 8, especially 2.9 to 7.5 μηη, very particularly
3,4 bis 5,2 μηη dio-Werte: vorzugsweise 1 bis 5 μηη, insbesondere 1 bis 3 und ganz besonders 1 ,4 bis 2,7 μηη dgo-Werte: vorzugsweise 3 bis 35 μηη, insbesondere 3 bis 12 und ganz besonders 6,4 bis 3.4 to 5.2 μηη dio values: preferably 1 to 5 μηη, in particular 1 to 3 and very particularly 1, 4 to 2.7 μηη dgo values: preferably 3 to 35 μηη, in particular 3 to 12 and very particularly 6.4 to
9,2 μηι. 9.2 μηι.
Bevorzugt weist die Komponente D) einen Eisengehalt von 97 bis 99,8 g/100 g, vorzugsweise von 97,5 bis 99,6 g/100 g auf. Der Gehalt an weiteren Metallen beträgt vorzugsweise unter 1000 ppm, insbesondere unter 100 ppm und ganz besonders unter 10 ppm. Preferably, the component D) has an iron content of 97 to 99.8 g / 100 g, preferably from 97.5 to 99.6 g / 100 g. The content of further metals is preferably below 1000 ppm, in particular below 100 ppm and very particularly below 10 ppm.
Der Fe-Gehalt wird üblicherweise durch Infrarotspektroskopie bestimmt. The Fe content is usually determined by infrared spectroscopy.
Der C-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,01 bis 1 ,2, vorzugsweise 0,05 bis 1 ,1 g/100 g und insbesondere 0,4 bis 1 ,1 g/100g. Dieser C-Gehalt entspricht bei den bevorzugten Eisenpulvern sol- chen, die im Anschluss an die thermische Zersetzung nicht mit Wasserstoff reduziert werden. Der C-Gehalt wird üblicherweise durch Verbrennen der Probenmenge im Sauerstoffstrom und anschließender IR Detektion des entstandenen C02-Gases (mittels Leco CS230 oder CS-mat 6250 der Firma Juwe) in Anlehnung an ASTM E1019 bestimmt. The C content is preferably 0.01 to 1.2, preferably 0.05 to 1.1, g / 100 g, more preferably 0.4 to 1.1 g / 100 g. In the case of the preferred iron powders, this C content corresponds to those which are not reduced with hydrogen following the thermal decomposition. The C content is usually determined by burning the sample amount in the oxygen stream and subsequent IR detection of the resulting CO 2 gas (using Leco CS230 or CS-mat 6250 from Juwe) based on ASTM E1019.
Der Stickstoffgehalt beträgt vorzugsweise max. 1 ,5 g/100 g, bevorzugt von 0,01 bis 1 ,2 g/100g. Der Sauerstoffgehalt beträgt vorzugsweise max. 1 ,3 g/100g, bevorzugt 0,3 bis 0,65 g/100g. Die Bestimmungen von N und O erfolgt durch Erhitzen der Probe im Graphitofen auf ca. The nitrogen content is preferably max. 1.5 g / 100 g, preferably from 0.01 to 1.2 g / 100 g. The oxygen content is preferably max. 1.3 g / 100 g, preferably 0.3 to 0.65 g / 100 g. The determinations of N and O are made by heating the sample in the graphite furnace to ca.
2100°C. Der hierbei in der Probe erhaltene Sauerstoff wird zu CO umgesetzt und über einen IR- Detektor gemessen. Der unter den Reaktionsbedingungen freigesetzte N aus den N-haltigen Verbindungen wird mit dem Trägergas ausgetragen und mittels WLD (Thermal Conductivity Detector/TC) detektiert und erfasst (beide Methoden in Anlehnung an ASTM E1019). 2100 ° C. The oxygen obtained in the sample is converted to CO and measured by an IR detector. The N released from the N-containing compounds under the reaction conditions is discharged with the carrier gas and detected and recorded by means of WLD (Thermal Conductivity Detector / TC) (both methods in accordance with ASTM E1019).
Die Klopfdichte (tap density) beträgt vorzugsweise 2,5 bis 5 g/cm3, insbesondere 2,7 bis 4,4 g/cm3. Darunter wird im Allgemeinen die Dichte verstanden, wenn das Pulver in den Container z.B. gefüllt und geschüttelt wird, um eine Kompaktierung zu erzielen. The tap density is preferably 2.5 to 5 g / cm 3 , in particular 2.7 to 4.4 g / cm 3 . This is generally understood to mean density when, for example, the powder is filled into the container and shaken to achieve compaction.
Weiterhin bevorzugte Eisenpulver können mit Eisenphosphat, Eisenphosphit oder S1O2 oberflächlich beschichtet sein. Further preferred iron powders may be surface-coated with iron phosphate, iron phosphite or S1O2.
Die BET-Oberfläche gemäß DIN ISO 9277 beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 10 m2/g, insbesondere 0,1 bis 5 m2/g, bevorzugt 0,2 bis 1 m2/g und insbesondere 0,4 bis 1 m2/g. The BET surface area in accordance with DIN ISO 9277 is preferably from 0.1 to 10 m 2 / g, in particular from 0.1 to 5 m 2 / g, preferably from 0.2 to 1 m 2 / g and in particular from 0.4 to 1 m 2 / g.
Um eine besonders gute Verteilung der Eisenpartikel zu erzielen, kann man diese als Batch mit einem Polymeren einsetzen. Polymere wie Polyolefine, Polyester oder Polyamide sind hierfür geeignet, wobei vorzugsweise das Batchpolymer gleich der Komponente A) ist. Der Masseanteil des Eisens im Polymeren beträgt in der Regel 15 bis 80, vorzugsweise 20 bis 40 Masse-%. In order to achieve a particularly good distribution of the iron particles, they can be used as a batch with a polymer. Polymers such as polyolefins, polyesters or polyamides are suitable for this, wherein preferably the batch polymer is equal to component A). The mass fraction of the iron in the polymer is usually 15 to 80, preferably 20 to 40% by mass.
Als Komponente E) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 0,05 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1 ,5 und insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-% eines Cu-Stabilisators, vorzugsweise eines Cu- (I)-Halogenids, insbesondere in Mischung mit einem Alkalihalogenid, vorzugsweise KJ, insbesondere im Verhältnis 1 : 4. As component E), the molding compositions according to the invention contain from 0.05 to 3, preferably 0.1 to 1, 5 and in particular 0.1 to 1 wt .-% of a Cu stabilizer, preferably a Cu (I) halide, in particular Mixture with an alkali halide, preferably KJ, in particular in the ratio 1: 4.
Als Salze des einwertigen Kupfers kommen vorzugsweise Kupfer(l)-Acetat, Kupfer(l)-Chlorid, - Bromid und -Jodid in Frage. Diese 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 Konzentrat besteht z.B. aus 79 bis Suitable salts of monovalent copper are preferably copper (I) acetate, copper (I) chloride, bromide and iodide. These are contained in amounts of 5 to 500 ppm of 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 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 1 1 ,5, vorzugsweise zwischen 1 und 5. Geeignete Konzentrate sind insbesondere solche mit PA6 und/oder PA66. Als Komponente F) können die erfindungsgemäßen Formmassen von 0 bis 5, bevorzugt 100 ppm bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 500 ppm bis 1 Gew.-% und insbesondere von 0,01 bis 0,3 Gew.-% einer phosphorhaltigen anorganischen Säure oder deren Salze oder deren Esterderivate oder deren Mischungen enthalten. 95% by weight of polyamide and 21 to 5% by weight 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 1 are 1, 5, preferably between 1 and 5. Suitable concentrates are in particular those with PA6 and / or PA66. As component F) molding compositions of the invention can be from 0 to 5, preferably 100 ppm to 5 wt .-%, preferably from 500 ppm to 1 wt .-% and in particular from 0.01 to 0.3 wt .-% of a phosphorus-containing inorganic Acid or its salts or their ester derivatives or mixtures thereof.
Bevorzugte Säuren sind die Sauerstoffsäuren des Phosphors wie hypophosphorige Säure (Phosphinsäure), phosphorige Säure, Phosphorsäure oder deren Mischungen. Preferred acids are the oxygen acids of phosphorus such as hypophosphorous acid (phosphinic acid), phosphorous acid, phosphoric acid or mixtures thereof.
Als Metallkationen für derartige Salze sind Übergangsmetallkationen oder Alkali- oder Erdalka- limetallkationen geeignet, wobei Calcium, Barium, Magnesium, Natrium, Kalium, Mangan, Aluminium oder deren Mischungen besonders bevorzugt sind. Suitable metal cations for such salts are transition metal cations or alkali metal or alkaline earth metal cations, with calcium, barium, magnesium, sodium, potassium, manganese, aluminum or mixtures thereof being particularly preferred.
Besonders bevorzugte Salze sind Na-hypophosphit, Mangan (ll)-hypophosphit Mn(H2P02)2, Aluminium-hypophosphit oder deren Mischungen. Particularly preferred salts are Na hypophosphite, manganese (II) hypophosphite Mn (H2PO 2) 2, aluminum hypophosphite or mixtures thereof.
Geeignete bevorzugte Esterderivate (Phosphonate oder deren Salze) der Sauerstoffsäuren des Phosphors sind solche, welche gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen, A- rylreste mit 6 bis 14 C-Atomen als Substituenten tragen. Bevorzugte Verbindungen sind beispielsweise das Ca-Salz eines Phosphonates (erhältlich als Irgamol® 195 der BASF SE) oder der Diethylester eines Phosphonates (erhältlich als Suitable preferred ester derivatives (phosphonates or salts thereof) of the oxygen acids of phosphorus are those which carry the same or different alkyl radicals having 1 to 4 C atoms, A- rylreste having 6 to 14 C atoms as substituents. Preferred compounds are, for example, the Ca salt of a phosphonate (available as Irgamol® 195 from BASF SE) or the diethyl ester of a phosphonate (available as
Irgamol® 295 der BASF SE). Irgamol® 295 from BASF SE).
Die thermoplastischen Formmassen können als Komponente G) erfindungsgemäß 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines Polyethylenimin-Homopolymerisats oder -Copolymerisates enthalten. Bevorzugt beträgt der Anteil von G) 0,01 bis 2 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 1 und ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf A) bis H), wobei verzweigte Po- lyethylenimine bevorzugt sind. Unter Polyethyleniminen im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen sowohl Homo- als auch Copolymerisate verstanden werden, welche beispielsweise nach den Verfahren in Ullmann Electronic Release unter dem Stichwort "Aziridine" oder gemäß WO-A 94/12560 erhältlich sind. The thermoplastic molding compositions may contain as component G) according to the invention 0 to 2 wt .-% of at least one polyethyleneimine homopolymer or copolymer. The proportion of G) is preferably from 0.01 to 2% by weight and in particular from 0.1 to 1 and very particularly preferably from 0.1 to 0.5% by weight, based on A) to H), branched polyisocyanate being lyethylenimines are preferred. For the purposes of the present invention, polyethyleneimines are to be understood as meaning both homopolymers and copolymers which are obtainable, for example, by the processes in Ullmann Electronic Release under the heading "aziridines" or according to WO-A 94/12560.
Die Homopolymerisate sind im Allgemeinen durch Polymerisation von Ethylenimin (Aziridin) in wäßriger oder organischer Lösung in Gegenwart von säureabspaltenden Verbindungen, Säuren oder Lewis-Säuren erhältlich. Derartige Homopolymerisate sind verzweigte Polymere, die in der Regel primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen im Verhältnis von ca. 30 % zu 40 % zu 30 % enthalten. Die Verteilung der Aminogruppen kann im allgemeinen mittels 13C-NMR Spektroskopie bestimmt werden. Diese beträgt vorzugsweise1/0, 7-1 ,4/0, 3-1 ,1 bis 1/0,8-1 ,3/0,5-0,9. The homopolymers are generally obtainable by polymerization of ethyleneimine (aziridine) in aqueous or organic solution in the presence of acid-releasing compounds, acids or Lewis acids. Such homopolymers are branched polymers, which usually contain primary, secondary and tertiary amino groups in the ratio of about 30% to 40% to 30%. The distribution of the amino groups can be determined in general by means of 13 C-NMR spectroscopy. This is preferably 1/0, 7-1, 4/0, 3-1, 1 to 1 / 0.8-1, 3 / 0.5-0.9.
Als Comonomere werden vorzugsweise Verbindungen eingesetzt, welche mindestens zwei Aminofunktionen aufweisen. Als geeignete Comonomere seien beispielsweise Alkylendiamine mit 2 bis 10 C-Atomen im Alkylenrest genannt, wobei Ethylendiamin und Propylendiamin bevorzugt sind. Weiterhin geeignete Comonomere sind Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetra- ethylenpentamin, Dipropylentriamin, Tripropylentetramin, Dihexamethylentriamin, Aminopropy- lethylendiamin und Bisaminopropylethylendiamin. Comonomers used are preferably compounds which have at least two amino functions. Examples of suitable comonomers are alkylenediamines with 2 to 10 carbon atoms in the alkylene radical, with ethylenediamine and propylenediamine being preferred. Further suitable comonomers are diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetriamine, aminopropylethylenediamine and bisaminopropylethylenediamine.
Polyethylenimine weisen üblicherweise ein mittleres Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 100 bis 3.000.000, vorzugsweise von 500 bis 2.000.000 auf (bestimmt mittels Lichtstreuung). Das bevorzugte Mw beträgt von 700 bis 1.500.000, insbesondere von 1.000 bis 500.000. Darüber hinaus eignen sich vernetzte Polyethylenimine, die durch Reaktion von Poly- ethyleniminen mit bi- oder polyfunktionellen Vernetzern erhältlich sind, welche als funktionelle Gruppe mindestens eine Halogenhydrin-, Glycidyl-, Aziridin-, Isocyanateinheit oder ein Halogenatom aufweisen. Als Beispiele seinen Epichlorhydrin oder Bischlor-hydrinether von Polyalky- lenglykolen mit 2 bis 100 Ethylenoxid- und/oder Propylen-oxid-Einheiten sowie die in der DE-A 19 93 17 20 und US 4 144 123 aufgeführten Verbindungen genannt. Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyethyleniminen sind u.a. aus den o.g. Schriften sowie EP-A 895 521 und EP-A 25 515 bekannt. Polyethyleneimines typically have a weight average molecular weight of from 100 to 3,000,000, preferably from 500 to 2,000,000 (as determined by light scattering). The preferred M w is from 700 to 1,500,000, especially from 1,000 to 500,000. In addition, crosslinked polyethyleneimines which are obtainable by reaction of polyethyleneimines with bifunctional or polyfunctional crosslinkers which have as a functional group at least one halohydrin, glycidyl, aziridine, isocyanate unit or a halogen atom are suitable. Examples thereof include its epichlorohydrin or bischlorohydrin ether of polyalkylene glycols having 2 to 100 ethylene oxide and / or propylene oxide units and the compounds listed in DE-A 19 93 17 20 and US Pat. No. 4,144,123. Processes for the preparation of crosslinked polyethyleneimines are known inter alia from the abovementioned publications and EP-A 895 521 and EP-A 25 515.
Weiterhin sind gepfropfte Polyethylenimine geeignet, wobei als Pfropfmittel sämtliche Verbin- düngen eingesetzt werden können, die mit den Amino- bzw. Iminogruppen der Polyethylenimine reagieren können. Geeignete Pfropfmittel und Verfahren zur Herstellung von gepfropften Polyethyleniminen sind beispielsweise der EP-A 675 914 zu entnehmen. Furthermore, grafted polyethyleneimines are suitable, it being possible for all compounds which can react with the amino or imino groups of the polyethyleneimines to be used as the grafting agent. Suitable grafting agents and processes for the preparation of grafted polyethyleneimines can be found, for example, in EP-A 675 914.
Ebenso geeignete Polyethylenimine im Sinne der Erfindung sind amidierte Polymerisate, die üblicherweise durch Umsetzung von Polyethyleniminen mit Carbonsäuren, deren Ester oder Anhydride, Carbonsäureamide oder Carbonsäurehalogenide erhältlich sind. Je nach Anteil der amidierten Stickstoffatome in der Polyethyleniminkette können die amidierten Polymerisate nachträglich mit den genannten Vernetzern vernetzt werden. Vorzugsweise werden hierbei bis zu 30 % der Aminofunktionen amidiert, damit für eine anschließende Vernetzungsreaktion noch genügend primäre und/oder sekundäre Stickstoffatome zur Verfügung stehen. Likewise suitable polyethyleneimines according to the invention are amidated polymers which are usually obtainable by reacting polyethyleneimines with carboxylic acids, their esters or anhydrides, carboxamides or carbonyl halides. Depending on the proportion of amidated nitrogen atoms in the Polyethyleniminkette the amidated polymers can be subsequently crosslinked with said crosslinkers. Preferably, up to 30% of the amino functions are amidated, so that sufficient primary and / or secondary nitrogen atoms are available for a subsequent crosslinking reaction.
Außerdem eignen sich alkoxylierte Polyethylenimine, die beispielsweise durch Umsetzung von Polyethylenimin mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid erhältlich sind. Auch derartige alkoxylierte Polymerisate sind anschließend vernetzbar. Also suitable are alkoxylated polyethyleneimines, which are obtainable, for example, by reacting polyethyleneimine with ethylene oxide and / or propylene oxide. Such alkoxylated polymers are also crosslinkable.
Als weitere geeignete erfindungsgemäße Polyethylenimine seien hydroxylgruppenhaltige Polyethylenimine und amphotere Polyethylenimine (Einbau von anionischen Gruppen) genannt sowie lipophile Polyethylenimine, die in der Regel durch Einbau langkettiger Kohlenwasserstoffreste in die Polymerkette erhalten werden. Verfahren zur Herstellung derartiger Polyethylenimi- ne sind dem Fachmann bekannt, so dass sich weitere Einzelheiten hierzu erübrigen. Further suitable polyethyleneimines according to the invention are hydroxyl-containing polyethyleneimines and amphoteric polyethyleneimines (incorporation of anionic groups) and also lipophilic polyethyleneimines, which are generally obtained by incorporation of long-chain hydrocarbon radicals into the polymer chain. Processes for the preparation of such polyethyleneimines are known to the person skilled in the art, so that further details are unnecessary.
Als Komponente H) können die erfindungsgemäßen Formmassen bis zu 60, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe enthalten. Als faser- oder teilchenförmige Füllstoffe H) (verschieden von Komponente B)) seien Kohlenstofffasern, Glaskugeln, amorphe Kieselsäure, Calciumsilicat, Calciummetasilicat, Magnesi- umcarbonat, Kaolin, Kreide, gepulverter Quarz, Glimmer, Bariumsulfat und Feldspat genannt, die in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, insbesondere 5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% eingesetzt werden. As component H) molding compositions of the invention may contain up to 60, preferably up to 50 wt .-% of other additives. As fibrous or particulate fillers H) (different from component B)), carbon fibers, glass spheres, amorphous silica, calcium silicate, calcium metasilicate, magnesium carbonate, kaolin, chalk, powdered quartz, mica, barium sulfate and feldspar, which are used in quantities of 1 to 50 wt .-%, in particular 5 to 40, preferably 10 to 40 wt .-% are used.
Als bevorzugte faserformige Füllstoffe seien Kohlenstofffasern, Aramid-Fasern und Kaliumtita- nat-Fasern genannt. Die faserförmigen Füllstoffe können zur besseren Verträglichkeit mit dem Thermoplasten mit einer Silanverbindung oberflächlich vorbehandelt sein. Preferred fibrous fillers are carbon fibers, aramid fibers and potassium titanate fibers. The fibrous fillers can be surface-pretreated for better compatibility with the thermoplastic with a silane compound.
Geeignete Silanverbindungen sind solche der allgemeinen Formel (X-(CH2)n)k-Si-(0-CmH2m+l )4-k in der die Substituenten folgende Bedeutung haben: n eine ganze Zahl von 2 bis 10, bevorzugt 3 bis 4 Suitable silane compounds are those of the general formula (X- (CH 2 ) n) k -Si (O-C m H 2 m + 1) 4-k in which the substituents have the following meanings: n is an integer from 2 to 10, preferably 3 to 4
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2 m is an integer from 1 to 5, preferably 1 to 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. k is 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.
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 H)) zur Oberflächenbeschichtung eingesetzt. 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 H)) for surface coating.
Geeignet sind auch nadeiförmige mineralische Füllstoffe. Also suitable are acicular mineral fillers.
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 L/D-(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 Nanofullstoffe bevorzugt in Mengen zwischen 0,1 und 10 %. Bevorzugt werden hierfür Böhmit, Bentonit, Montmorillonit, Vermicullit und Hektorit eingesetzt. Um eine gute Verträglichkeit der plättchenförmigen Nanofüllstoffe mit dem organi- sehen Bindemittel zu erhalten, werden die plättchenförmigen Nanofüllstoffe nach dem Stand der Technik organisch modifiziert. Der Zusatz der plättchen- oder nadeiförmigen Nanofüllstoffe zu den erfindungsgemäßen Nanokompositen führt zu einer weiteren Steigerung der mechanischen Festigkeit. Als Komponente H) können die erfindungsgemäßen Formmassen 0,05 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1 ,5 und insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-% eines Schmiermittels enthalten. In the context of the invention, the term "needle-shaped mineral fillers" is understood to mean a mineral filler with a pronounced, needle-like character. An example is acicular wollastonite. Preferably, the mineral has an L / D (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, the pretreatment however, is not essential. As further fillers are kaolin, calcined kaolin, wollastonite, talc and chalk called and additionally platelet or needle-shaped nanofillers preferably in amounts between 0.1 and 10%. Boehmite, bentonite, montmorillonite, vermicullite and hectorite are preferably used for this purpose. In order to obtain a good compatibility of the platelet-shaped nanofillers with the organic binder, 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. As component H), the molding compositions according to the invention may contain 0.05 to 3, preferably 0.1 to 1, 5 and in particular 0.1 to 1 wt .-% of a lubricant.
Bevorzugt sind AI-, Alkali-, Erdalkalisalze oder Ester oder Amide von Fettsäuren mit 10 bis 44 C-Atomen, vorzugsweise mit 12 bis 44 C-Atomen. Preference is given to Al, alkali metal, alkaline earth metal salts or esters or amides of fatty acids having 10 to 44 carbon atoms, preferably having 12 to 44 carbon atoms.
Die Metallionen sind vorzugsweise Erdalkali und AI, wobei Ca oder Mg besonders bevorzugt sind. The metal ions are preferably alkaline earth and Al, with Ca or Mg being particularly preferred.
Bevorzugte Metallsalze sind Ca-Stearat und Ca-Montanat sowie Al-Stearat. Preferred metal salts are Ca-stearate and Ca-montanate as well as Al-stearate.
Es können auch Mischungen verschiedener Salze eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist. It is also possible to use mixtures of different salts, the mixing ratio being arbitrary.
Die Carbonsäuren können 1 - oder 2-wertig sein. Als Beispiele seien Pelargonsäure, Palmitin- säure, Laurinsäure, Margarinsäure, Dodecandisäure, Behensäure und besonders bevorzugt Stearinsäure, Caprinsäure sowie Montansäure (Mischung von Fettsäuren mit 30 bis 40 C- Atomen) genannt. 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 particularly preferably stearic acid, capric acid and montanic acid (mixture of fatty acids having 30 to 40 carbon atoms).
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. 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.
Die aliphatischen Amine können 1 - bis 3-wertig sein. Beispiele hierfür sind Stearylamin, Ethyl- endiamin, Propylendiamin, Hexamethylendiamin, Di(6-Aminohexyl)amin, wobei Ethylendiamin und Hexamethylendiamin besonders bevorzugt sind. Bevorzugte Ester oder Amide sind entsprechend Glycerindistearat, Glycerintristearat, Ethylendiamindistearat, Glycerinmonopalmitat, Glycerintrilaurat, Glycerinmonobehenat und Penta-erythrittetrastearat. The aliphatic amines can be 1 - to 3-valent. Examples of these are stearylamine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, di (6-aminohexyl) amine, with ethylenediamine and hexamethylenediamine being particularly preferred. Accordingly, preferred esters or amides are glycerin distearate, glycerol tristearate, ethylenediamine distearate, glycerin monopalmitate, glycerol trilaurate, glycerin monobehenate and pentaerythritol tetrastearate.
Es können auch Mischungen verschiedener Ester oder Amide oder Ester mit Amiden in Kombi- nation eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist. Als sterisch gehinderte Phenole H) eignen sich prinzipiell alle Verbindungen mit phenolischer Struktur, die am phenolischen Ring mindestens eine sterisch anspruchsvolle Gruppe aufweisen. It is also possible to use mixtures of different esters or amides or esters with amides in combination, the mixing ratio being arbitrary. In principle, all compounds having a phenolic structure and having at least one sterically demanding group on the phenolic ring are suitable as sterically hindered phenols H).
Vorzugsweise kommen z.B. Verbindungen der Formel Preferably, e.g. Compounds of the formula
in Betracht, in der bedeuten: into consideration, in which mean:
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 Alkoxygruppe oder eine substituierte Aminogruppe. 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.
Antioxidantien der genannten Art werden beispielsweise in der DE-A 27 02 661 (US- A 4 360 617) beschrieben. Antioxidants of the type mentioned are described, for example, in DE-A 27 02 661 (US Pat. No. 4,360,617).
Eine weitere Gruppe bevorzugter sterisch gehinderter Phenole leiten sich von substituierten Benzolcarbonsäuren ab, insbesondere von substituierten Benzolpropionsäuren. Another group of preferred sterically hindered phenols are derived from substituted benzenecarboxylic acids, especially substituted benzenepropionic acids.
Besonders bevorzugte Verbindungen aus dieser Klasse sind Verbindungen der Formel Particularly preferred compounds of this class are compounds of the formula
wobei R4, R5, R7 und R8 unabhängig voneinander Ci-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. where R 4 , R 5 , R 7 and R 8 independently of one another are C 1 -C 8 -alkyl groups which in turn may be substituted (at least one of which is a sterically demanding group) and R 6 is a bivalent aliphatic radical having 1 to 10 C atoms means that may also have CO bonds in the main chain.
Bevorzugte Verbindungen, die diesen Formeln entsprechen, sind Preferred compounds corresponding to these formulas are
(Irganox® 245 der Firma BASF SE) (Irganox® 245 from BASF SE)
(Irganox® 259 der Firma BASF SE) Beispielhaft genannt seien insgesamt als sterisch gehinderte Phenole: (Irganox® 259 from BASF SE) By way of example, a total of sterically hindered phenols may be mentioned as examples:
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-hydroxy-phenol)- 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-hydroxyhydro-cinnamat, 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. 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 1,6-hexanediol bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate ), Pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-phenol) -propionate], distearyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, 2, 6,7-trioxa-1-phosphabicyclo- [2.2.2] oct-4-yl-methyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydro-cinnamate, 3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxyphenyl-3,5-distearyl-thiotriazylamine, 2- (2'-hydroxy-3'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2,6-di-tert 1-Butyl-4-hydroxymethylphenol, 1, 3,5-trimethyl-2,4,6-tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -benzene, 4,4'-methylene. bis (2,6-di-tert-butylphenol), 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-dimethylamine.
Als besonders wirksam erwiesen haben sich und daher vorzugsweise verwendet werden 2,2'- Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenyl), 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. Have been found to be particularly effective and therefore preferably be used 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenyl), 1, 6-hexanediol bis (3,5-di-tert. -butyl-4-hydroxyphenyl] -propionate (Irganox® 259), pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] and N, N'-hexamethylene-bis -3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamide (Irganox® 1098) and the above-described Irganox® 245 from Ciba Geigy, which is particularly well suited.
Die Antioxidantien H), 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 H) enthalten. The antioxidants H), which can be used individually or as mixtures, are in an amount of 0.05 to 3 wt .-%, preferably from 0.1 to 1, 5 wt .-%, in particular 0.1 to 1 Wt .-%, based on the total weight of the molding compositions A) to H).
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. In some cases, 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.
Bevorzugte Komponenten H) weisen sowohl einen P-haltigen Substituenten als auch eine sterisch gehinderte Phenolgruppierung auf und sind z.B. als lrgafos®168, lrgafos® TPP, Irga- fos® TNPP, Irgafos® P-EPQ (Phosphonit) der BASF SE im Handel erhältlich. Preferred components H) have both a P-containing substituent and a hindered phenol moiety and are e.g. as lrgafos®168, lrgafos® TPP, Irgafos® TNPP, Irgafos® P-EPQ (phosphonite) from BASF SE are commercially available.
Als Komponente H) können die erfindungsgemäßen Formmassen 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 2 und insbesondere 0,25 bis 1 ,5 Gew.-% eines Nigrosins enthalten. 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. As component H), the molding compositions according to the invention may contain 0.05 to 5, preferably 0.1 to 2 and in particular 0.25 to 1, 5 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.
Man gewinnt die Nigrosine technisch durch Erhitzen von Nitrobenzol, Anilin und salzsaurem Anilin mit metall. Eisen und FeC (Name von lateinischem niger = schwarz). Die Komponente H) kann als freie Base oder auch als Salz (z.B. Hydrochlorid) eingesetzt werden. The nigrosine is technically obtained by heating nitrobenzene, aniline and aniline with anhydrous metal. Iron and FeC (name of Latin niger = black). Component H) can be used as the free base or else as the salt (for example hydrochloride).
Weitere Einzelheiten zu Nigrosinen sind beispielsweise dem elektronischen Lexikon Römpp Online, Version 2.8, Thieme-Verlag Stuttgart, 2006, Stichwort„Nigrosin" zu entnehmen. Further details on nigrosines can be found, for example, in the electronic lexicon Rompp Online, Version 2.8, Thieme-Verlag Stuttgart, 2006, keyword "nigrosine".
Als Komponente H) können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen übliche Verarbeitungshilfsmittel wie Stabilisatoren, Oxidationsverzögerer, Mittel gegen Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes Licht, Gleit- und Entformungsmittel, Färbemittel wie Farbstoffe und Pigmente, Keimbildungsmittel, Weichmacher, usw. enthalten. As component H) the thermoplastic molding compositions according to the invention may contain conventional processing aids such as stabilizers, antioxidants, agents against thermal decomposition and decomposition by ultraviolet light, lubricants and mold release agents, colorants such as dyes and pigments, nucleating agents, plasticizers, etc.
Als Beispiele für Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren sind sterisch gehinderte Phos- phite und Amine (z.B. TAD), Hydrochinone, aromatische sekundäre Amine wie Diphenylamine, verschiedene substituierte Vertreter dieser Gruppen und deren Mischungen in Konzentrationen bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der thermoplastischen Formmassen genannt. Examples of oxidation inhibitors and heat stabilizers are sterically hindered phosphites and amines (eg TAD), hydroquinones, aromatic secondary amines such as diphenylamines, various substituted representatives of these groups and mixtures thereof in concentrations up to 1 wt .-%, based on the weight of called thermoplastic molding compositions.
Als UV-Stabilisatoren, die im Allgemeinen in Mengen bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf die Formmasse, verwendet werden, seien verschiedene substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazo- le und Benzophenone genannt. Es können anorganische Pigmente, wie Titandioxid, Ultramarinblau, Eisenoxid und Ruß, weiterhin organische Pigmente, wie Phthalocyanine, Chinacridone, Perylene sowie Farbstoffe, wie Anthrachinone als Farbmittel zugesetzt werden. As UV stabilizers, which are generally used in amounts of up to 2 wt .-%, based on the molding composition, various substituted resorcinols, salicylates, Benzotriazo- le and benzophenones may be mentioned. It is possible to add inorganic pigments such as titanium dioxide, ultramarine blue, iron oxide and carbon black, furthermore organic pigments such as phthalocyanines, quinacridones, perylenes and also dyes such as anthraquinones as colorants.
Als Flammschutzmittel seien Phosphor, P- und N-haltige Verbindungen genannt. Flame retardants which may be mentioned are phosphorus, P- and N-containing compounds.
Als Keimbildungsmittel können Natriumphenylphosphinat, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid sowie bevorzugt Talkum eingesetzt werden. As nucleating agents, sodium phenylphosphinate, alumina, silica and preferably talc may be used.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können nach an sich bekannten Ver- fahren hergestellt werden, indem 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. Die Vernetzung der Formmassen wird vorzugsweise nicht oder nur in minimaler Form bei der Konfektionierung selbst durchgeführt, sondern insbesondere bei der anschließenden Verarbeitung, z.B. im Spritzguss, durchgeführt, hierbei insbesondere a) durch Erhöhung der Scherrate oder The thermoplastic molding compositions according to the invention can be prepared by processes known per se by mixing the starting components in customary mixing devices such as screw extruders, Brabender mills or Banbury mills and then extruding. After extrusion, the extrudate can be cooled and comminuted. It 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 crosslinking of the molding compositions is preferably carried out not or only in minimal form in the packaging itself, but in particular in the subsequent processing, for example by injection molding, carried out here in particular a) by increasing the shear rate or
b) durch anschließende Temperung des Formkörpers. b) by subsequent heat treatment of the molding.
Bei der Verfahrensweise a) werden die Scherraten gegenüber der üblichen Konfektionierung erhöht und betragen in der Regel von 10 000 1/s bis 200 000 1/s, vorzugsweise von 75 000 1/s bis 125 000 1/s. Die Temperatur kann hierbei auch erhöht werden, je nach Schnelligkeit der Vernetzung, um einen optimalen Vernetzungsgrad zu erzielen. Geeignete Temperaturen sind bei glasfaserverstärkten Polyamiden im Bereich von 200 bis 340, bevorzugt von 240 bis 320 °C. In the procedure a) the shear rates are increased compared to the usual packaging and are generally from 10 000 1 / s to 200 000 1 / s, preferably from 75 000 1 / s to 125 000 1 / s. The temperature can also be increased, depending on the speed of the crosslinking, in order to achieve an optimal degree of crosslinking. Suitable temperatures are in glass fiber reinforced polyamides in the range of 200 to 340, preferably from 240 to 320 ° C.
Bei der Verfahrensweise b) können die erfindungsgemäßen Formmassen vorab ohne nennenswerte Verzweigung konfektioniert werden und bei der anschließenden Verarbeitung, z.B. im Spritzguss durch Temperung der Formkörper, z.B. in der Form des Bauteils selbst (Werkzeug) oder durch Temperung der Formkörper im Ofen durchgeführt werden. In the procedure b), the molding compositions according to the invention can be prepared in advance without significant branching and in the subsequent processing, e.g. by injection molding by tempering the shaped bodies, e.g. be carried out in the form of the component itself (tool) or by annealing the moldings in the oven.
Die Temperung wird in der Regel über einen Zeitraum von 1 bis 100 Std., vorzugsweise von 4 bis 48 Std., vorzugsweise bei Temperaturen von 150 bis 300, insbesondere von 180 bis 240 °C durchgeführt. The heat treatment is usually carried out over a period of 1 to 100 hours, preferably from 4 to 48 hours, preferably at temperatures of 150 to 300, in particular from 180 to 240 ° C.
Als Maß für den Vernetzungsgrad eines solchen Formkörpers wird üblicherweise der Gel- Gehalt gemessen mittels GPC angegeben: Der Gel-Anteil im Polymer wurde indirekt durch GPC bestimmt. Hierzu wurden die Proben in Hexafluorisopropanol + 0,05 % Trifluoressigsäure-Kaliumsalz gelöst und über einen Filter (Milli- pore Millex FG) mit einer Porengröße von 0,2 μηη filtriert. Anschließend wurde die Konzentration des Polymers, welches aus der GPC eluiert wird, bestimmt. Der Gel-Anteil ergibt sich aus der Differenz der theoretischen Polymerkonzentration, welche durch die Menge des eingesetzten Polymers vor der Filtration gegeben ist, mit der gemessenen Konzentration (bezogen auf eingesetzten Polymers vor der Filtration)". (Gel%=100*KonzDiff/(eingesetztes Polymer vor der Filtration)). As a measure of the degree of crosslinking of such a shaped article, the gel content measured by GPC is usually stated. The gel fraction in the polymer was determined indirectly by GPC. For this purpose, the samples were dissolved in hexafluoroisopropanol + 0.05% trifluoroacetic acid potassium salt and filtered through a filter (Millipore Millex FG) having a pore size of 0.2 μm. Subsequently, the concentration of the polymer eluted from the GPC was determined. The gel fraction results from the difference of the theoretical polymer concentration, which is given by the amount of the polymer used before filtration, with the measured concentration (based on the polymer used before the filtration) "(Gel% = 100 * KonzDiff / ( polymer used before filtration)).
Die Formkörper weisen bevorzugt einen Gel-Gehalt von mindestens 20, bevorzugt mindestens 40 bis 80, insbesondere größer 80 % auf. Die erfindungsgemäßen Formmassen und Formkörper zeichnen sich durch eine gute Wärmeformbeständigkeit, chemische Beständigkeit, niedrigere Wasseraufnahme, bessere mechanische Eigenschaften im konditionierten Zustand, Kratzfestigkeit, Dimensionsstabilität und Kriechverhalten aus. The shaped bodies preferably have a gel content of at least 20, preferably at least 40 to 80, in particular greater than 80%. The molding compositions and moldings of the invention are distinguished by good heat resistance, chemical resistance, lower water absorption, better mechanical properties in the conditioned state, scratch resistance, dimensional stability and creep behavior.
Die Formmassen eignen sich zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art, insbesondere im Automobilbereich. The molding compositions are suitable for the production of moldings of any kind, especially in the automotive sector.
Nachfolgend sind einige Beispiele genannt: Zylinderkopfhauben, Motorradabdeckungen, An- saugrohre, Ladeluftkühlerkappen, Steckverbinder, Zahnräder, Lüfterräder, Kühlwasserkästen. Here are some examples: Cylinder head covers, motorcycle covers, intake pipes, intercooler caps, connectors, gears, fan wheels, cooling water boxes.
Im E/E-Bereich können mit fließverbesserten Polyamiden Stecker, Steckerteile, Steckverbinder, Membranschalter, Leiterplattenbaugruppen, mikroelektronische Bauteile, Spulen, I/O Steckverbinder, Stecker für Leiterplatten (PCB), Stecker für flexible Leiterplatten (FPC), Stecker für fle- xible integrierte Schaltkreise (FFC), High-Speed Steckverbindungen, Klemmleisten, Anschlussstecker, Gerätestecker, Kabelbaumkomponenten, Schaltungsträger, Schaltungsträgerkomponenten, dreidimensional spritzgegossene Schaltungsträger, elektrische Verbindungselemente, mechatronische Komponenten hergestellt werden. Im Auto-Innenraum ist eine Verwendung für Armaturentafeln, Lenkstockschalter, Sitzteile, Kopfstützen, Mittelkonsolen, Getriebe-Komponenten und Türmodule, im Auto-Außenraum für Türgriffe, Außenspiegelkomponenten, Scheibenwischerkomponenten, Scheibenwischerschutzgehäuse, Ziergitter, Dachreling, Schiebedachrahmen, Motorabdeckungen, Zylinderkopfhauben, Ansaugrohre (insbesondere Ansaugkrümmer), Scheibenwischer sowie Karosserieaußenteile möglich. In the E / E area, with flow-improved polyamides, plugs, connector parts, connectors, membrane switches, printed circuit board assemblies, microelectronic components, coils, I / O connectors, printed circuit board (PCB) connectors, flexible printed circuit (FPC) connectors, flexible connectors integrated circuits (FFC), high-speed connectors, terminal blocks, connectors, connectors, harness components, circuit carriers, circuit carrier components, three-dimensional injection-molded circuit carriers, electrical connectors, mechatronic components are manufactured. In the car interior is a use for dashboards, steering column switches, seat parts, headrests, center consoles, gear components and door modules, in the car exterior door handles, exterior mirror components, windscreen wiper components, windscreen wiper housing, grille, roof rails, sunroof frames, engine covers, cylinder head covers, intake pipes (in particular Intake manifold), windscreen wipers and exterior body parts possible.
Für den Küchen- und Haushaltsbereich ist der Einsatz fließverbesserter Polyamide zur Herstellung von Komponenten für Küchengeräte, wie z.B. Friteusen, Bügeleisen, Knöpfe, sowie Anwendungen im Garten-Freizeitbereich, z.B. Komponenten für Bewässerungssysteme oder Gar- tengeräte und Türgriffe möglich. For the kitchen and household sector, the use of flow-improved polyamides for the production of components for kitchen appliances, such. Fryers, irons, buttons, and garden leisure applications, e.g. Components for irrigation systems or garden appliances and door handles possible.
Beispiele Es wurden folgende Komponenten eingesetzt: Komponente A/1 Examples The following components were used: Component A / 1
Polyamid 66 mit einer Viskositätszahl VZ von 143 ml/g, gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung in 96 gew.-%iger Schwefelsäure bei 25°C nach ISO 307. AEG: 99 mmol/kg, CEG: 36 mmol/kg. Polyamide 66 with a viscosity number VZ of 143 ml / g, measured as 0.5 wt .-% solution in 96 wt .-% sulfuric acid at 25 ° C according to ISO 307. AEG: 99 mmol / kg, CEG: 36 mmol / kg.
Komponente A/2 Component A / 2
PA 6 mit einer VZ von 145 ml/g (Ultramid® B27 der BASF SE). Komponente A 3 PA 6 with a VZ of 145 ml / g (Ultramid® B27 from BASF SE). Component A 3
Polyamid 66 mit einer Viskositätszahl VZ von 68 ml/g, gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung in 96 gew.-%iger Schwefelsäure bei 25°C nach ISO 307. AEG: 142 mmol/kg, CEG: 126 mmol/kg (Ultramid® A15 der BASF SE). Polyamide 66 with a viscosity number VZ of 68 ml / g, measured as 0.5 wt .-% solution in 96 wt .-% sulfuric acid at 25 ° C according to ISO 307. AEG: 142 mmol / kg, CEG: 126 mmol / kg (Ultramid® A15 from BASF SE).
Komponente A/4 Component A / 4
Polyamid 66 mit einer Viskositätszahl VZ von 150 ml/g, gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung in 96 gew.-%iger Schwefelsäure bei 25°C nach ISO 307. AEG: 71 mmol/kg, CEG: 49 mmol/kg (Ultramid® A27 der BASF SE). Polyamide 66 with a viscosity number VZ of 150 ml / g, measured as 0.5 wt .-% solution in 96 wt .-% sulfuric acid at 25 ° C according to ISO 307. AEG: 71 mmol / kg, CEG: 49 mmol / kg (Ultramid® A27 from BASF SE).
Komponente B) Component B)
Glasfasern D = 10 pm Glass fibers D = 10 pm
Komponente C/1 Component C / 1
NEXAMITE®A32 (Nexam Chem.) (4-(Methylethynyl)phthalsäureanhydrid (CAS: 1240685-26-0) NEXAMITE® A32 (Nexam Chem.) (4- (methylethynyl) phthalic anhydride (CAS: 1240685-26-0)
NEXAMITE®A33 (Nexam Chem.) (Hexamethylene-1 ,6-di-(4-methylethynyl)phthalimide) Komponente D) NEXAMITE® A33 (Nexam Chem.) (Hexamethylene-1,6-di- (4-methylethynyl) phthalimide) Component D)
Eisenpulver CAS-Nr. 7439-89-6. Bestimmung des Fe, C, N und O-Gehaltes (siehe Beschreibung Seite 10 und 1 1 ), eingesetzt als 25 %iger Batch in PA 66. Iron powder CAS-No. 7439-89-6. Determination of the Fe, C, N and O content (see description pages 10 and 11), used as a 25% batch in PA 66.
Teilchengrößenverteilung: (Laserbeugung mit Beckmann LS13320) Particle size distribution: (laser diffraction with Beckmann LS13320)
d5o 2,9 bis 4,2 μηι d 5 o 2.9 to 4.2 μηι
d9o 6,4 bis 9,2 μηι d 9 o 6.4 to 9.2 μηι
BET-Oberfläche 0,44 m2/g (DIN ISO 9277) BET surface area 0.44 m 2 / g (DIN ISO 9277)
Komponente E) Component E)
CuJ/KJ im Verhältnis 1 : 4 (20 %iger Batch in PA 6) CuJ / KJ in the ratio 1: 4 (20% batch in PA 6)
Komponente G) Component G)
Lupasol® = eingetragene Marke der BASF SE Lupasol ® = registered trademark of BASF SE
Das Verhältnis primär/sekundär/tertiäre Amine wurde mittels 13C-NMR-Spektroskopie bestimmt. The ratio of primary / secondary / tertiary amines was determined by 13 C NMR spectroscopy.
Komponente H/1 Component H / 1
Ethylen-bis-Stearylamid Komponente H/2 Ethylene-bis-stearylamide component H / 2
Nigrosin (40 %ig in PA 6) Nigrosine (40% in PA 6)
Die Formmassen wurden auf einer ZSK 25 bei einem Durchsatz von 8 kg/h und ca. 280 °C flachem Temperaturprofil hergestellt. The molding compositions were prepared on a ZSK 25 at a throughput of 8 kg / h and about 280 ° C flat temperature profile.
Es wurden folgende Messungen durchgeführt: The following measurements were carried out:
Endgruppenanalyse: end group:
Carboxylendgruppen (CEG): Die Polyamid-Granulate werden bei 220 °C in Benzylalkohol gelöst und mit 0,05 mol/l Kalilauge- Maßlösung gegen Kresolrot als Indikator in der Wärme bis zum Endpunkt titriert. Carboxyl end groups (CEG): The polyamide granules are dissolved in benzyl alcohol at 220 ° C and titrated with 0.05 mol / l Kalilauge standard solution against cresol red as an indicator in the heat to the end point.
Aminoendgruppen (AEG): Amino end groups (AEG):
Die Polyamid-Granulate werden bei 100 °C in einem Phenol/Methanol-Gemisch (Gewichtsverhältnis 75 : 25 Gew. %) gelöst und mit 0,02 mol/l Salzsäure-Maßlösung potentiographisch bei RT gegen Wendepunkt titriert. The polyamide granules are dissolved at 100 ° C. in a phenol / methanol mixture (weight ratio 75: 25% by weight) and titrated potentiographically with 0.02 mol / l hydrochloric acid standard solution at RT against inflection point.
Zugversuch: nach ISO 527 Tensile test: according to ISO 527
HDT: HDT/A nach ISO 75-2: 2004; Last 1.8 MPa HDT: HDT / A according to ISO 75-2: 2004; Load 1.8 MPa
Kriechverhalten: nach DIN EN ISO 899-1 ; angelegte Spannung: 40 MPa bei 150°C Creep behavior: according to DIN EN ISO 899-1; applied voltage: 40 MPa at 150 ° C
Wärmelagerung: Die Lagerungen wurden bei den angegebenen Temperaturen im Umluftofen bis zu 3000h durchgeführt. Heat storage: The storage was carried out at the indicated temperatures in a convection oven up to 3000h.
Die Zusammensetzung der Formmassen sind der Tabelle 1 zu entnehmen. The composition of the molding compositions can be found in Table 1.
I. Vernetzung durch Spritzgussverarbeitung Maschine: Electra 1 10 von Ferromatik I. Crosslinking by injection molding machine: Electra 1 10 from Ferromatik
Werkzeug: Platte 120-120x3 mm; aus der Platte wurden Zugstäbe nach ISO 572-2 IBA gesägt; Massetemperatur: 290 °C; Werkzeugtemperatur 100 °C Tool: Plate 120-120x3 mm; tensile bars were sawn from the plate according to ISO 572-2 IBA; Melt temperature: 290 ° C; Tool temperature 100 ° C
Einspritzzeit: 2 sec Injection time: 2 sec
Zykluszeit: 120 sec Cycle time: 120 sec
Einspritzdruck: 1200 bar Gelgehaltbestimmung: Injection pressure: 1200 bar Gelgehaltbestimmung:
Der Gel-Anteil im Polymer wurde indirekt durch GPC bestimmt. Hierzu wurden die Proben in Hexafluorisopropanol + 0,05 % Trifluoressigsäure-Kaliumsalz gelöst und über einen Filter (Mil- lipore Millex FG) mit einer Porengröße von 0,2 μ filtriert. Anschließend wurde die Konzentration des Polymers, welches aus der GPC eluiert wird, bestimmt. Der Gel-Anteil ergibt sich aus der Differenz der theoretischen Polymerkonzentration, welche durch die Menge des eingesetzten Polymers vor der Filtration gegeben ist, mit der gemessenen Konzentration (bezogen auf eingesetzten Polymers) vor der Filtration)". (Gel%=100*KonzDiff/(eingesetzten Polymers vor der Filtration)). The gel content in the polymer was determined indirectly by GPC. For this purpose, the samples were dissolved in hexafluoroisopropanol + 0.05% trifluoroacetic acid potassium salt and filtered through a filter (Millipore Millex FG) with a pore size of 0.2 μ. Subsequently, the concentration of the polymer eluted from the GPC was determined. The gel fraction results from the difference of the theoretical polymer concentration, which is given by the amount of the polymer used before the filtration, with the measured concentration (relative to the polymer used) before the filtration). "(Gel% = 100 * KonzDiff / (used polymer before filtration)).
Zur Messung werden 7.5 mg des Polymers eingewogen und in 5 ml des Elutionsmittels gelöst (Konzentration: 1 ,5 mg/ml). For the measurement, 7.5 mg of the polymer are weighed out and dissolved in 5 ml of the eluent (concentration: 1.5 mg / ml).
Die Kalibrierung erfolgte mit eng verteilten PMMA-Standards der Fa. PSS mit Molekulargewich- ten von M = 800 bis M = 1.820.000. Die Werte außerhalb dieses Elutionsbereiches wurden extrapoliert. The calibration was carried out with narrowly distributed PMMA standards from the company PSS with molecular weights of M = 800 to M = 1,820,000. The values outside this elution range were extrapolated.
Zur Messung der Wasseraufnahme wurden jeweils 4 Zugstäbe nach ISO 572-2 IBA; Dicke 3 mm, Gewicht 2.3 g im Exsikkator bei 20-23 °C und 100 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Die Wasseraufnahme wird durch Wiegen der Proben nach einer bestimmten Lagerdauer bestimmt und ist der Mittelwert aus den jeweils 4 Proben. For the measurement of water absorption, 4 tensile bars were used according to ISO 572-2 IBA; Thickness 3 mm, weight 2.3 g stored in a desiccator at 20-23 ° C and 100% relative humidity. The water absorption is determined by weighing the samples after a certain storage period and is the average of the four samples.
Gelgehalt nach Spritzguss Gel content after injection molding
Wasseraufnahme [Gew.-%] Water absorption [wt .-%]
192h 260 h 530h 740h 1 170h 192h 260h 530h 740h 1 170h
1V 1 .64 1 .88 2.72 3.16 4.00 1V 1 .64 1 .88 2.72 3.16 4.00
2 1 .35 1 .61 2.39 2.86 3.61 Die mechanischen Eigenschaften wurden im trockenen und konditionierten Zustand bestimmt. Um den trockenen Zustand zu erreichen, wurden die Zugstäbe bei 80 °C für 336h getrocknet. Für den konditionierten Zustand wurden die Zugstäbe bei 70 °C und 62 % relativer Luftfeuchtigkeit für 336h gelagert. 2 1 .35 1 .61 2.39 2.86 3.61 The mechanical properties were determined in the dry and conditioned state. To reach the dry state, the tensile bars were dried at 80 ° C for 336h. For the conditioned state, the tensile bars were stored at 70 ° C and 62% relative humidity for 336h.
Heat distortion temperature (HDT) Wärmeformbeständigkeit Heat distortion temperature (HDT) Heat distortion resistance
II. Vernetzung über Temperung nach Spritzgussverarbeitung II. Crosslinking via tempering after injection molding
Maschine: Allrounder 470 H 1000-400 von Arburg Machine: Allrounder 470 H 1000-400 from Arburg
Werkzeug: Zugstab 170x20x4 mm (ISO 527-2) Tool: Tension rod 170x20x4 mm (ISO 527-2)
Massetemperatur: 280 °C; Werkzeugtemperatur 80 °C Melt temperature: 280 ° C; Tool temperature 80 ° C
Einspritzzeit: 2 sec Injection time: 2 sec
Zykluszeit: 60 sec Cycle time: 60 sec
Einspritzdruck: 500 bar Gelgehalt nach Temperung bei 200 °C Injection pressure: 500 bar gel content after annealing at 200 ° C
Gelgehalt [%] Gel content [%]
0h 8h 24h 50h 100h 250h 500h 0h 8h 24h 50h 100h 250h 500h
1V <5 <5 <5 - 15 - 60 1V <5 <5 <5 - 15 - 60
2 <5 12 16 46 52 - 61 2 <5 12 16 46 52 - 61
3V <5 - - - 9 29 1 1 3V <5 - - - 9 29 1 1
4 <5 - - - 45 49 68 4 <5 - - - 45 49 68
5 <5 - - - 45 58 75 Gelgehalt nach Temperung bei 220 °C 5 <5 - - - 45 58 75 Gel content after annealing at 220 ° C
Wärmeformbeständigkeit Heat resistance
a> 1 V und 2 wurden bei 240°C für 24h an Luft getempert a> 1 V and 2 were annealed at 240 ° C for 24 h in air
b> 3V, 4 und 5 wurden bei 220°C für 500h an Luft getempert Mechanische Eigenschaften bei 180°C b> 3V, 4 and 5 were annealed at 220 ° C for 500h in air. Mechanical properties at 180 ° C
Die folgenden Zugversuche wurden bei 180°C durchgeführt The following tensile tests were carried out at 180 ° C
a) 1 V und 2 wurden zuerst bei 240°C für 24h an Luft getempert und anschließend für 1000h bei 180°C an Luft getempert Expt No E-modul [Mpa] Zugfestigkeit [MPa] Bruchdehnung [%]a ) 1 V and 2 were first annealed at 240 ° C for 24 h in air and then annealed for 1000h at 180 ° C in air Expt No E modulus [Mpa] Tensile strength [MPa] Elongation at break [%]
1Vb> 5819 18.7 0.4 1V b > 5819 18.7 0.4
2 b) 5809 59.9 1.1 2 b) 5809 59.9 1.1
b) 1 V und 2 wurden zuerst bei 240°C für 24h an Luft getempert und anschließend für 1000h bei 200°C an Luft getempert Mechanische Eigenschaften bei 200°C b ) 1 V and 2 were first annealed at 240 ° C for 24 h in air and then annealed for 1000h at 200 ° C in air Mechanical properties at 200 ° C.
Die folgenden Zugversuche wurden bei 200°C durchgeführt The following tensile tests were carried out at 200 ° C
a) 1 V und 2 wurden zuerst bei 240°C für 24h an Luft getempert und anschließend für 1000h bei 180°C an Luft getempert a ) 1 V and 2 were first annealed at 240 ° C for 24 h in air and then annealed for 1000h at 180 ° C in air
bMV und 2 wurden zuerst bei 240°C für 24h an Luft getempert und anschließend für 1000h bei 200°C an Luft getempert bMV and 2 were first annealed at 240 ° C for 24 h in air and then annealed for 1000h at 200 ° C in air
Kriechversuche creep
Zusammensetzung 1V, ungetempert Composition 1V, unannealed
Zeit [h] Dehnung [%] Kriechmodul Time [h] Elongation [%] Creep modulus
[N/mm2] [N / mm 2 ]
0.1 1.0 3996.3 0.1 1.0 3996.3
1 1.1 3670.5 1 1.1 3670.5
4 1.1 3490.2 4 1.1 3490.2
8 1.2 3422.0 8 1.2 3422.0
48 1.2 3220.2 48 1.2 3220.2
72 1.3 3184.1 72 1.3 3184.1
100 1.3 3147.7 100 1.3 3147.7
240 1.3 3048.7 240 1.3 3048.7
336 1.3 3011.9 336 1.3 3011.9
432 1.3 2969.6 432 1.3 2969.6
504 1.4 2946.2 504 1.4 2946.2
600 1.4 2902.7 600 1.4 2902.7
720 1.4 2868.3 720 1.4 2868.3
840 1.4 2840.6 840 1.4 2840.6
1008 1.4 2795.3 Zusammensetzung 1 V, bei 240°C für 24h getempert 1008 1.4 2795.3 Composition 1 V, annealed at 240 ° C for 24 h
Zusammensetzung 2, bei 240°C für 24h getempertComposition 2, annealed at 240 ° C for 24 h
Zeit [h] Dehnung [%] Kriechmodul Time [h] Elongation [%] Creep modulus
[MPa] [MPa]
0.1 0.8 6482.1 0.1 0.8 6482.1
1 0.8 6063.2 1 0.8 6063.2
4 0.8 5819.4 4 0.8 5819.4
8 0.9 5636.6 8 0.9 5636.6
48 0.9 5262.7 48 0.9 5262.7
72 0.9 5266.2 72 0.9 5266.2
100 0.9 5186.7 100 0.9 5186.7
240 1.0 5056.3 240 1.0 5056.3
336 1.0 5004.3 336 1.0 5004.3
432 1.0 4935.2 432 1.0 4935.2
504 1.0 4917.6 504 1.0 4917.6
600 1.0 4903.0 600 1.0 4903.0
720 1.0 4879.9 720 1.0 4879.9
840 1.0 4845.5 840 1.0 4845.5
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