DE2436871A1 - Antielektrostatisch ausgeruestete polybutylenterephthalat-formmassen - Google Patents

Description

Unser Zeichens O. Z. 30 695 Ka/IG 6700 ludwigshafen, 29.7·197^·

Antielektrostatisch ausgerüstete Polybutylenterepbthalat-Formmassen

Die Erfindung "betrifft Polyester-Forramassen aif der Basis von Polybutylenterephthalat mit einer verringerten Neigung zur elektrostatischen Aufladung.

Polybutylenterephthalat gewinnt als Spezialwerkstoff eine immer größere Bedeutung, da er sich z.B. wesentlich einfacher thermo-= plastisch verarbeiten läßt als andere gesättigte Polyester, So ist es möglich, Polybutylenterephthalat, im Gegensatz zu Polyäthylenterepbthalat, im Spritzguß bei sehr niedrigen Formtemperaturen von ca. 30 bis 60⁰C zu hochkristallinen und dimensionsstabilen Formteilen zu verarbeiten. Die Entformung der Spritzgußteile ist problemlos, da infolge der großen Kristallisationsneigung des Polybutylenterepbtbalats auch -bei niedrigen Temperaturen kein Kleben in der Form auftritt. Dadurch ist eine rasche Verarbeitung mit hoher Zyklusfolge möglich. Formteile aus Polybutylenterephthalat zeichnen sich durch eine gute Chemikalienbeständigkeit und durch eine geringe Wasseraufnahme aus. Sie sind weiterhin durch hervorragende mechanische Eigenschaften wie große Zähigkeit und Steifigkeit sowie eine hohen Oberflächenbarte und gute Oberflächenqualität gekennzeichnet.

Bei der Verarbeitung und Anwendung von Polybutylenterephthalat kommt es jedoch zu einer zum Teil erheblichen Verschmutzung der Forraraassenoberflache₉ was für die Anwendung solcher Teile sehr unangenehm ist und wodurch die Gebrauchseigenschaften zum Teil erheblich beeinträchtigt werden. Ursache dieser Verschmutzung ist die elektrostatische Anziehung von Staubteilchen aus der Atmosphäre durcb die elektrostatisch aufgeladenen PoIybutylenterepbtbalat-Formmassen.

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Darüber hinaus ist es aucb bekannt, daß solcbe stark elektrostatisch aufgeladene Formkörperoberflächen eine erhebliche Brand·» bzw« Explosionsgefahr darstellen, dann nämlich, wenn sie mit brennbaren Gasen oder Flüssigkeiten in Kontakt kommen. Es stellte sich daher die Aufgabe, Polybutylenterepbtbalat-Form~ massen zu schaffen_} die durch eine verringerte Neigung zur elektrostatischen Aufladung ausgezeichnet sind.

Es wurde nun gefunden, daß Polybutylenterephtbalat^Forramassen, wie Spritzgußteile oder Folien, günstige antielektrostatische Eigenschaften haben, wenn sie 0,5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Polyestermenge, eines oxalkylierten Polyamids in feiner Verteilung enthaltene

Die erfindungsgemäßen Formmassen,, bestehend aus einem Polybutylenterephthalat und einem darin fein verteilten oxalkylierten Polyamid, zeichnen sich durch sehr gute antielektrostatische Eigenschaften aus« Insbesondere ist die Neigung zum Verstauben der Formkörper-Oberflächen erheblich verringerte Die Wirksamkeit der antielektrostatischen Ausrüstung hält zudem sehr lange an, da ein Verlust des als Antistatikum eingesetzten oxalkylierten Polyamids, etwa durch Ausschwitzen, nicht möglich ist ο

Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäßen Polybutylenterephthalat~Formmassen durch sehr gute, dem nicht modifizierten Polybutylenterephthalat entsprechende Verarbeitungseigenschaften sowie durch gute mechanische Eigenschaften aua» So liefert z„B die Spritzgußverarbeitung bei niedrigen Formtemperaturen von ca_o 30 bis 60⁰C hocbkristalline und somit dimensionsstabile Forrateile, Die mit oxalkylierten Polyamiden ausgerüsteten Polybutylenterepbthalat-Formraassen werden bei der thermoplastischen Verarbeitung nicht abgebaut; es tritt nur ein geringfügiger Abfall der lösungsviskosität ein. Die erfindungsgemäßen Form-* massen haben daher dem Polybutylenterephthalat vergleichbare mechanische Eigenschaften, insbesondere hohe Zäbigkeits«=, Festigkeits- und Reißdehnungswerte, Die Eigenfarbß dieser Formmassen entspricht praktisch derjenigen des nicht modifizierten Polybutylenterephthalats.

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Die als Antistatika eingesetzten oxalkylierten Polyamide können nach herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. Äthylenoxid und/oder Propylenoxiß werden mit Polyamiden unter Druck bei erhöhten Temperaturen umgesetzt, gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels« In den oxalkylierten Polyamiden sind die Alkylenoxide mit den Polyamiden im Gewichtsverhältnis von 0,5 s 1 bis 100 ι 1, vorzugsweise 1 '% 1 bis 50 s 1 umgesetzt.

Polyamide, aus denen die als Antistatika geeigneten oxalkylierten Polyamide hergestellt sein können, sind beispielsweise Polykondensate von Lactamen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen wie Caprolactam, Capry!lactam₉ Laurinlactam sowie übliche Polykondensate aus Dicarbonsäuren und Diaminen, die unter Verwendung von Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Dodeeandisäure und Hexamethylendiamin, Octametbylendiamin, Bis-(4-am£i3O-cyelohexyl)-methan u.a. hergestellt sind₉ also z.B. 6,6-, 6,9-» 6510- und 6,12-Polyamide„ Die Polyamide können sowohl als Homopolyamide als auch in der Form von Co- oder Mischpolyamid en eingesetzt werden.

Vorzugsweise wird zur antielektrostatischen Ausrüstung von PolybutylenterephtbalaW?orraraassen ein oxalkyliertes PoIycaprolactam verwendet.

Die erfindungsgemäßen, antielektrostatisch ausgerüsteten PoIyester-IOrmraassen enthalten Polybutylenterephthalat, das gegebenenfalls bis zu 20 Molprozent mit anderen Dicarbonsäuren oder Alkoholen modifiziert sein kann. Als Modifizierungsmittel kommen beispielsweise aliphatische Dicarbonsäuren mit bis zu 20 C-Atomen, cycloaliphatische oder aromatische Dicarbonsäuren mit 1 bis 2 aromatischen Ringen in Präge. Beispiele hierfür sind Adipinsäure, Sebazinsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Isophthalsäure oder Napbtbalindicarbonsäure.

Als alkoholische Modifizierungskomponenten kommen insbesondere aliphatisch^ und cycloaliphatische Glykole mit 2 bis 10 C-Atomen in Präge wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Hexandiol-1,6, Neopentylglykol, Diäthylenglykol und 1^-Bishydroxyraetbyl-cyclohexan sowie Bisphenole, substituierte Bisphenole oder deren

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Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden«.

Zur Verbesserung der Materialeigenschaften kann es aucb zweckmäßig sein, in geringen Mengen tri- und mebrfunktionelle Vernetzersubstanzen, wie Triraetbylolpropan oder Triraesinsäure, in das Polybutylenterephthalat einzukondensieren,,

Das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen eingesetzte Polybutylenterephthalat hat gewöhnlich eine relative Viskosität von 1,3 bis I₉8, vorzugsweise 1,5 bis 1,7° Die relative Viskosität wurde in 0,5prozentiger lösung bei 25⁰C in einem Phenol/o-Dichlorbenzol-Gemisch (3 s 2) mit Hilfe eines Ubbelohde-Tiskosimeters bestimmt.

Außer den oxalkylierten Polyamiden können die erfindungsgemäßen Polyester~Forramassen noch Verstärkungsmittel wie Glasfasern oder mineralische Füllstoffe wie Asbest, Kreide, Talk u.a. sowie weitere Zusätze wie Farbstoffe, Pigmente, Stabilisatoren gegen thermische, thermooxidative und UV-Schädigung und G-leit- und Verarbeitungshilfsmittel, die ein störungsfreies Spritzgießen bzwo Extrudieren gewährleisten, enthalten, sofern hierdurch die antielektrostatiscben Eigenschaften der Forramassen nicht beeinflußt werden»

Die erfindungsgemäßen Polybutylenterephtbalat-Formmassen mit einer verringerten Neigung zur elektrostatischen Aufladung werden vorzugsweise durch Mischen von granulatförmigem Polybutylenterephthalat mit den pulver- oder granulatförmigen oxalkylierten Polyamiden und anschließendem Aufschmelzen und Homogenisieren in einem Extruder oder einer Spritzgußmaschine hergestellt in der Art, daß das oxalkylierte Polyamid in fein verteilter Form in den Forramassen vorliegt. Eine andere bevorzugte Arbeitsweise ist das Einbringen der oxalkylierten Polyamide in die Kondensationseinrichtung unmittelbar nach Beendigung der Polykondensation.

Die Beurteilung der elektrostatischen Eigenschaften der erfind ungsgemäßen Forramassen erfolgte durch Messen der Entladungsvorgänge nach einem berührungslosen Aufladen von spritz-

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gegossenen Probekörpern in einem Coronafeld. Als elektrostatische Aufladung wird die Menge an negativen Ladungsträgern bezeichnet, die unmittelbar nach Paaieren einer Ooronaladung auf dem geerdeten Probekörper vorbanden ist. Die Aufladung wird durch das von den Ladungsträgern aufgebaute PeId gemessen.

Vergleichsversuch A

Granulatförmiges Polybutylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,66 wurde auf einer Spritzgußraaschine zu Rundscheiben mit 119 mm Durchmesser und 4 mm Dicke verarbeitet. Es wurde besonders darauf geachtet, daß die Probekörper nicht durch Öl, Formtrennmittel u.a. verunreinigt waren. Außerdem wurde ein Berühren der Flächen mit den Fingern vermieden. Die relative Lösungsviskosität der Rundscheiben betrug 1,64« Die Spritzlinge wurden vor der Prüfung im Uormklima 23/50 (nach DIF 50 014) mindestens 24 Stunden lang gelagert.

Das Meßgerät zur Messung der Entladungsvorgänge bestand aus einer Aufladungs- und einer Feld Starkemeßeinrichtung. Die Aufladeeinrichtung, eine Kupferdrahtelektrode (Länge·140 mm; Dicke 0,25 mm), befand sich in einem Abstand von 10 mm zur Probekörperoberfläche, Die elektrische Feldstärke wurde mit einem berührungsfrei und leistungslos arbeitenden Gerät gemessen=

Aus den Entladungskurven wurden die Anfangsfeldstärke E , d.h. die nach Beendigung des Aufladevorgangs und zu Beginn der Messung zur Zeit t_Q von den auf der Probenoberfläche vorhandenen Ladungen erzeugte Feldstärke, die Restfeldstärke, nach 10 Minuten E₁₀ sowie die Halbwertszeit abgelesen und der relative Entladungswert ^_rei(iq) berechnet. Die Messung wurde an 10 Probekörpern durchgeführt. Die Meßergebnisse (Mittelwerte) sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Für das nicht modifizierte Polybutylenterephthalat beträgt der relative Entladungswert 14.

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Beispiel 1

3000 g granulatförmiges Polybutylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,652 und 210 g oxäthyliertes Pölycaprolactara, hergestellt aus 1 G-ewichtsteil Polycaprolaotarn und 3,6 Gewichtsteilen Äthylenoxid, wurden intensiv gemischt, in einem Extruder aufgeschmolzen und homogenisiert und nach Durchlaufen eines Wasserbades granuliert. Aus dem gut getrockneten Granulat wurden die in Vergleichsversuch A beschriebenen Probekörper nach dem Spritzgießverfahren hergestellt (relative Viskosität der Probekörper = 1,63). An 10 dieser Rundscheiben wurden die Entladungskurven aufgenommen. Der relaüve Entladungswert betrug 72,

Vergleichsversuch B

Entsprechend den Angaben in Beispiel 1 wurden 3000 g PoIyäthylenterephthalat (relative Viskosität = 1,38) und 225 g oxäthyliertes Polycaprolactam (Polyamid s Äthylenoxid = 1 s 3,6) coextrudiert und zu Rundscheiben 119 x 4 mm verarbeitet, deren relative Viskosität 1,24 betrug. Die Auswertung der an 10 Probekörpern gemessenen Entladungskurven ergab einen relativen Entladungswert W win") = 22.

Beispiel 2 und 3

In zwei weiteren Versuchen wurden jeweils 3,0 kg Polybutylenterephthalat-Granulat mit der relativen Viskosität von 1,665 mit 150 bzw, 105 g oxäthyliertes Polycaprolactarn, hergestellt aus 1 Heil Polyeaprolaetarn und 3,6 Teilen Äthylenoxid, intensiv gemischt, coextrudiert und zu Probekörpern verarbeitet. Die relativen Entladungswerte betrugen 61 bzw. 59. Die Meßergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

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Zusammensetzung der Porramassen E E^q ^reldO) %

Polyester oxätbyliertes Polycaprolactam (Yolt/cm) (Jfolt/cm) (sec)

Versucb A 100 Tl PBTP - 3690 3160 14 600

Versucb B 93,1 Tl PETP 6,9 Teile 3375 2660 22 600

Beispiel 1 93,5 Tl PBTP 6,5 Teile 7860 2240 72 126

Beispiel 2 95,2 Tl PBTP 4,8 Teile 4470 1725 61 276

Beispiel 3 96,6 Tl PBTP 3,4 Teile 6900 2850 59 238

^ PBTP = Polybutylenterepbtbalat

^ PETP = Polyätbylenterepbtbalat

^ E = Anfangsfeldstärke in Volt/cm zur Zeit t

E₁₀

⁼ Halbwertszeit in Sekunden

= Restfeldstärke in Tolt/cm zur Zeit t_1Q (t_1Q = t + 10 Minuten)

relativer Entladungswert = ~*o 10 _o 100

ο
Sämtlicbe Angaben sind Mittelwerte aus 10 Einzeliaessungen

Claims (2)

O.Z. 30 695 Patentansprüche 24 3 6871

1. Polybutylenterephthalat-Formmassen mit einer verringerten Neigung jsur elektrostatischen Aufladung, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 his 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Polyesterraeiage, eines oxalkylierten Polyamids in feiner Verteilung enthalten.

2.. Polybutylenterepbthalat-Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem oxalkylierten Polyamid um ein oxäthyliertes Polycaprolactam handelt.

BASP Aktiengesellschaft