DD203060A1

DD203060A1 - Thermoplastkombinationen

Info

Publication number: DD203060A1
Application number: DD23539281A
Authority: DD
Inventors: Konrad Buehler; Klaus Gruber; Gottfried Haudel; Juergen-Peter Koinzer; Peter Adler; Gerhard Wiegand; Adolf Wurbs; Horst Erhardt; Karl-Heinz Maedebach
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1983-10-12

Abstract

Es sollte ein Konstruktionswerkstoff auf Basis eines waermebestaendigen Polyolefins entwickelt werden, der eine hohe Waermeformbestaendigkeit, Loesungsmittelbestaendigkeit, Steifigkeit und Zaehigkeit besitzt. Diese Anforderungen werden durch Thermoplastkombinationen auf Basis von 15 bis 85% Norbornen-Ethylen-Kopolymeren und 85 bis 15% Polyamiden erfuellt, gegebenenfalls unter Zusatz von 1 bis 25% Elasten und 1 bis 50% Verstaerkerstoffen. Als Polyamide sind aliphatische Polyamide wie Polyamide-6, Polyamid-6,6 Polyamid-12, aber auch Polyamide mit zykloaliphatischen und aromatischen Kettenbausteinen geeignet. Als Verstaerkerstoffe koennen faserfoermige Verstaerkerstoffe wie Glasfasern oder partikulaere Verstaerkerstoffe wie Kreide oder Kaolin eingesetzt werden. Die Thermoplastkombinationen sind fuer den Einsatz in der Feinwerktechnik, Elektrotechnik, im Maschinen- und Fahrzeugbau sowie im Behaelterbau geeignet.

Description

-A-

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YSB Leuna-Werke Leuna, 23. 11. 1981

"Walter Ulbricht"

LP 81 102

Titel der Erfindung Thermoplastkombinationen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Thermoplastkombinationen, die unter hohen Dauerbelastungen bei hohen Temperaturen eingesetzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, sprödharte Plaste durch Zusatz von Elastomeren so zu modifizieren, daß eine Verbesserung der Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit ersielt -яіга. Für die Schlagzäh- Ausrüstung von PYC werden Ethyien-Vinyiazetat-Kopolymere oder Methylakrylat-Butadien-Styrol-Terpoiymere eingesetzt i_J. Stabenow, Angevj. Makromol.-Chein. 1977/53-59, 95-119j. Polystyrol und Styrol-Akrylnitril-Sopolymere erhalten durch Zusatz von Styrol-butadien-Kautschuk oder 3utadien-Styrol-Akrylnitrii-Kautschuk eine erhöhte Schlagzähigkeit. Als Kokoinponenten in schlagzähen Thermoplastkombinationen auf Basis von PoIyamid-6 und Polyamid-o,β verwendet

4. DE11981*975652

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man Ethylen-Akii^lsäure-Ethylakrylat-Terpolymere, modifizierten Butadien-Styrol-Kautsch.uk oder Ethylen-Vinylazetat-Kopolymere. 7/eiterhin 13t bekannt, daß Polymerkombinationen aus Polyethylen und Polyisobutylen gegenüber Polyethylen eine verbesserte Spannungsrißbeständigkeit besitzen (D. Michael, Kunststoffe 70(1980)10, 629-635; Plastics Age Tokyo 17(1980)17, 30-37).

Über Thermoplastkombinationen auf Basis von wärmebeständigen Polyolefinen, die gleichzeitig eine hohe Wärmestandfrstigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Steifheit, Zähigkeit und oxidative Beständigkeit besitzen, liegen keine Angaben vor.

Siel der Erfindung .

Ziel der Erfindung sind Thermoplastkombinationen, die gleichzeitig eine hohe Wärmestandfestigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Steifheit und Zähigkeit besitzen.

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Ber Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Basis eines wärmebeständigen Polyolefins einen Konstruktions-werkstoff zu entwickeln, der gleichzeitig eine hohe Wärmeformbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit besitzt. Diese Aufgabe wird durch Thermoplastkombinationen auf Basis von Uorbornen-Sthyien-Kcpolymeren, gegebenenfalls mit Zusatzstoffen Tvie Stabilisatoren und Gleitmitteln gelöst, wobei er-.findungsgemäß die Kombinationen 15 bis 85 % eines Логbornen-Ethylen-Kopolymers, 85 bis 15 % eines Polyamids und gegebenenfalls 1 bis 25 % Elast und/oder 1 bis 50 % eines faserförmigen und/oder partikulären Verstärkerstoifes enthalten.

Die Uorbornen-Sthylen-Kopolymeren besitzen einen liorbornenanteil von 30 bis 70 %. Die Thermoplastkorabinationen enthalten mit Vorteil als Polyamidkomponente aliphatisch^ Polyamide wie Polyamid-6, Polyamid-6,6; Polyamid-6,10; Polyamid-11 bz-,ν. Polyamid-12, Polyamide mit zykloaliphatischen Kettenbausteinen wie Poly-1,4-zyklohexyladipamid, aliphatisch-aromatische

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Polyamide wie Polyhexamethylenisophthalamid oder Poly-2,4,4-trimethylhexamethylenterephthalasiid und/oder aromatische Polyamide wie Poly-m-phenylenisophthalamid.

Zur Verbesserung der Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit der Kombinationen eignen sich Elaste wie Bau(trkautschuk, elastomere Ethylen-Ko- und-Terpolymere bzw. -Pfropfkopolymere, Polybutadien, elastomere Butadien Ko- und -Terpolymere bzuv. -Pfropfkopolymere, chloriertes und chlorsulfoniertes Polyethylen, Polyisobutylen, Polyisopren, Polychloropren, Chlorhydrin-Kautschuke, Butylkautschuk, Silikonkautschuk, Fluorkarbonkautschuk, Nitrosokautschuk, Karboxynitrosokautschuk, Polyakrylatkautschuk, und· Polyurethankautschuk oder Mischungen aus diesen Elasten in Konzentrationen bis 25 %.

Als Verstärkerstoffe können faserförmige Verstärkerstoffe wie Glasfasern, Asbestfasern, Mineralfasern, organische Hochmodulfasern und/oder partikuläre Yerstärkerstoffe wie Kalziumkarbonat, Silikate, Metallpulver, Metalloxide, Salze, Mikrogiaskugeln, Duroplastmikrokugeln, Holzmehl und modifizierte Thermoplastregenerate in Konzentrationen bis 50 % eingesetzt werden.

Die Herstellung der Kombinationen aus Horbornen-Ethylen-Kopolymeren und Polyamiden, gegebenenfalls unter Susatz von Elasten, Verstärkerstoffen, Stabilisatoren und Gleitmitteln erfolgt in Einschnecken- oder Doppelschneckenextrudern mit Vakuumentgasung und guter Homogenisierwirkung bei Verarbeitungstemperaturen im Зегеісл von 500 bis 530 K. Dabei können die Komponenten gleichzeitig dosiert werden, oder es erfolgt eine Vorhomogenisierung der Einzelkomponenten, z.B. Herstellung eines Batches aus Elast und Polyamid, Abmischung des Batches mit dem Eforbornen-Ethylen-Kopolymer und Homogenisierung im Extruder.

Die Zusammensetzung der Kombinationen wird durch die Sigenschaftsanforderungen des spezifischen Einsatzgebietes festgelegt.

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- 4 Ausführungsbeispiele

Für die Allsführungsbeispiele ^urde ein Norbornen-Ethylen-Kopolymer mit einem Sbrbornengehalt von 50 Mol-% und folgenden Eigenschaften eingesetzt:

ρ Zugfestigkeit: 60 Ж/mm Beiß-Dehnung: 4,5 % Schlagbiegefestigkeit: 14 KJ/m

2 Kerbschlagfestigkeit: 1,2 KJ/m Yicat-Temperatur: 402 K

Schwindung: - 0,49 %

Heptanaufnähme (298 K, Sättigung): >10 % (170 h) Xylolaufnahme (298 K, Sättigung) : > 20 % (350 h)

Beispiel 1:

Teile eines Sorbornen-Sthylsn-Kopolymers werden mit 40 Teilen ?Qlyk3prolaktam im Estruder bei 5¹·3 K homogenisiert und zu Prüfkörpern verspritzt. Die Kombination besitzt lügende Werkstoffeigenschaften:

2 Zugfestigkeit: SG IT/mm Reiß-Dehnung: 38 %

о Schlagbiegefestigkeit: 1? KJ/m

2 Kerbschlagfestigkeit: 1,5 kJ/m Yicat-Temperatur: 140 ⁰G

Schwindung: - 0,41 %

Heptanaufnähme: (298 K, Sättigung) 1,1 % (118 h)

Zugfestigkeit nach Heptanaufnähme: 61 Я/шт Xllfh ( 28 * )

gg p

Xylolaufnahme ( 298 K* Sättigumg) 2,2 % (118 h)

о Zugfestigkeit nach ZyIo lauf nähme : 65 ^Г/тш

Beispiel 2:

Teile eines Horbornen-Ethylen-Kopolymers werden mit 60 Tei len Polyamid-6,6 im Extruder bei 523 K homogenisiert and zu Prüfkörpern verspritzt. Die Kombination besitzt folgende '.Werk stoffeigenschaften:

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• Zugfestigkeit: 74 N/mm

Reißdehnung: 45 %

2 Schlagbiegefestigkeit: 30 KJ/m

2 Kerbschlagfestigkeit: 1,8 KJ/m Vicat-Temperatur: 419 K Schwindung: - 0,75 %

'Heptanaufnähme (298 K, Sättigung): 1,2 % (118 h)

2 Zugfestigkeit nach Heptanaufnähme: 67 N/mm Xylolaufnähme (298 K, Sättigung): 2,0 % (118 h)

2 Zugfestigkeit nach Xylolauf nähme : 61 I^r/mm

Зеізріеі 3:

Teile eines Norbornen-Sthylen-Kopolymers werden mit 32 Tl. Polyamid-6 und 20 Teilen eines Ethylen-Vinylazetat-Kopolymers (Vinylazetatgehalt 32 %) im Extruder bei 513 K homogenisiert und zu Prüfkörpern verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Werkstoffeigenschaften:

2 Zugfestigkeit: 4-5 Ή/wm

Reißdehnung: 60 %

2 Schlagbiegefestigkeit: 69 kJ/m.

2 Kerbschlagfestigkeit: 10 KJ/m Vicat-Temperatur: 402 K Schwindung: - 0,5 %

Beispiel 4:

Teile eines Uorbornen-Sthylen-Kopoiymeres werden mit 30 Te: len Kaolin und 20 Teilen PoIyкарro1aktam im Extruder bei 533 I homogenisiert und zu Prüfstäben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Werkstoffeigenschaften:

Zugfestigkeit: 41 N/mm²

Reißdehnung: 11 %

2 Schlagbiegefestigkeit: 10 kJ/m Kerbschlagfestigkeit: 1,5 kJ/m Vicat-Temperatur: 417 K Schwindung: - 0,45 %

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Heptanaufnähme (298 K, Sättigung): 1,6 % (118 h) Zugfestigkeit nach Eeptanaufnähme? 36 U/mm

Xylolauf nähme (298 K, Sättigung): 3,7 % (118 h)

2 Zugfestigkeit nach Xylolaufnähme: 32 N/mm

Beispiel 5:

50 Teile eines Horbornen-Ethylen-Kopolymers werden mit 50 Teilen Polyamid-12 im Extruder bei 510 K homogenisiert und zu Prüf3täben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Werkstoffeigenschaften:

Zugfestigkeit:	64 Ή/mm
Reißdehnung:	86 %
Schlagbiegefestigkeit:	bricht nicht
Kerbschlagefestigkeit:	5,4 kJ/in
Vicat-Temperatur:	415 к
Schwindung:	- 0,40 %

Beispiel 6:

60 Teile eines SOrbornen-Ethylen-Kopolymers werden mit 40 Teilen eines alizyklischen Polyamids aus 1,4-Bis(4-aminomethyl) zyklohejcan und Korksaure bije 580 K homogenisiert und zu Prüfstaben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende ?/erk = to.ffeigenschaften:

2 Zugfestigkeit: 72 Ж/mm

Reißdehnung: 34 %

Schlagbiegefestigkeit: 28,4 mJ/mm^ Vicat-Temperatur: 432 K

Beispiel Ii

40 Teile eines lorbornen-Sthylen-Kopolymers werden mit 60 Teilen Poiy-S^^-trimethyl-hexamethyienterephthalamid bei 540 K homogenisiert und zu Prüfstäben verspritzt. Die Kombination besitzt folgence 'werkstoffeigenschaften:

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Zugfestigkeit; 72 U/mm

Reißdehnung: 78 %

Schlagbiegefestigkeit:bricht nicht Kerbschlagfestigkeit: 8,2 KJ/m Vicat-Temperatur: 4-1 5 K Schwindung: - 0,5 %

Beispiel 8:

Teile eines Horbornen-Ethylen-Kopolymers werden mit 20 Teilen Poly-m-phenylenisophthalamid bei p85 K homogenisiert und zu PrüfStäben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Werk stoffeigenschaften:

2 Zugfestigkeit: 75 TS/mn.

Reißdehnung: 5 %

2 Schlagbeigefestigkeit: 23,4 kJ/m Vicat-Temperatur: 445 K

Claims

- 8 Erf ind ungs ansp ruch

Thermoplastkombinationen auf Basis von lT_orbornen-Ethylen~ Kopclymeren, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren. und Gleitmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationen 15 bis 85 % eines Horbornen-Ethylen-Kopclymers, 85 Ьіз 15 % eines Polyamids und gegebenenfalls 1 bis 25 % Elast und/oder 1 bis 50 % eines faserföraigen und/oder partikulären Verstärkerstoffs enthalten.

Thermoplastkombinationen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationen als Polyamide aliphatisch^ Polyamide wie Polyamid-6, Polyamid-6,6, Polyamid-6,10, PoIyamid-11 bzw. Polyamid-12, Polyamide mit zykloaliphatischen Kettenbausteinen wie Poly-1,4-zyklohe:xyladipamid, aliphatischaromatische Polyamide wie Polyheramethylenisophthalamid oder Poly-2,4yi-trimethylhezamethylenterephthalamid und/oder aromatische Polyamide wie Poly-m-phenylenisophthalamid enthalten.