DE19913661A1 - Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B - Google Patents

Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B

Info

Publication number
DE19913661A1
DE19913661A1 DE19913661A DE19913661A DE19913661A1 DE 19913661 A1 DE19913661 A1 DE 19913661A1 DE 19913661 A DE19913661 A DE 19913661A DE 19913661 A DE19913661 A DE 19913661A DE 19913661 A1 DE19913661 A1 DE 19913661A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
extruder
solid powder
melt
water
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19913661A
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Anderlik
Christof Mehler
Stefan Grutke
Juergen Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE19913661A priority Critical patent/DE19913661A1/de
Priority to AU31606/00A priority patent/AU3160600A/en
Priority to PCT/EP2000/001580 priority patent/WO2000058071A1/de
Publication of DE19913661A1 publication Critical patent/DE19913661A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285—Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/29—Feeding the extrusion material to the extruder in liquid form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285—Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/288—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285—Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/288—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules
    • B29C48/2886—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules of fibrous, filamentary or filling materials, e.g. thin fibrous reinforcements or fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0005—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16—Fillers

Abstract

Es wird ein kontinuierliches Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in eine Schmelze die mindestens ein thermoplastisches Polymer B enthält, in einem Extruder vorgeschlagen, wobei das Polymer B in Form von Granulat, das im Extruder aufgeschmolzen wird, oder als Schmelze an einem Extruderende und das Feststoffpulver A an derselben Stelle und/oder stromabwärts der Zugabestelle für das Polymer B auf den Extruder gegeben werden, und wobei stromabwärts der Zugabestelle(n) für A und B Wasser in den Extruder eingespritzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoff­ pulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B in einem Extruder sowie Formkörper, Folien oder Fasern erhältlich aus Zusammen­ setzungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Das Einarbeiten von Feststoffpulvern in Polymerschmelzen betrifft unterschiedli­ che Anwendungsgebiete, insbesondere die Herstellung von verstärkten und/oder gefüllten Verbundmaterialien oder die Farbstoffherstellung. Die Qualität der er­ haltenen Produkte wird dabei in der Regel wesentlich durch die Homogenität der Dispergierung der Feststoffpulver in der Polymermatrix bestimmt. Besonders problematisch ist das Einarbeiten von feinen Feststoffpulvern, insbesondere von feinen Feststoffpulvern, die zur Agglomeration neigen.
Zur Herstellung von Verbundmaterialien aus Polymeren, die mit Schichtsilikaten verstärkt sind, deren Schichtdicke im Nanometerbereich liegt, sogenannte Nanocomposites, sind eine Vielzahl von Verfahren bekannt. Diesen Verfahren ist gemeinsam, daß in der Regel zunächst eine Aufweitung der Schichtabstände durch sogenannte Hydrophobierungsmittel unter Bildung delaminierter Schicht­ silikate durchgeführt wird.
Die nicht vorveröffentlichte Anmeldung DE-P . . . (entsprechend O.Z. 0050/48997) beschreibt ein derartiges Verfahren zur Herstellung von Nanocomposites unter Verwendung delaminierter Schichtsilikate, wobei in einem Polyamid bildenden Monomer ein thermoplastisches Polymer gelöst und das Schichtsilikat suspendiert und anschließend in Gegenwart von Wasser polymerisiert wird. Dabei werden feindispergierte Nanocomposites auf der Basis unterschiedlichster thermo­ plastischer Kunststoffe und Polyamide erhalten, die sich durch gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Oberflächenqualität auszeichnen.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein technisch einfaches Verfahren zur Verfügung zu stellen, wonach der Dispergierungsgrad von Feststoffpulvern in Polymerschmelzen und damit verbundene anwendungstechnische Eigenschaften, insbesondere mechanische Eigenschaften, weiter verbessert werden.
Die Lösung geht aus von einem kontinuierlichen Verfahren zum Einarbeiten min­ destens eines Feststoffpulvers A in eine Schmelze die mindestens ein thermopla­ stisches Polymer B enthält, in einem Extruder, wobei das Polymer B in Form von Granulat, das im Extruder aufgeschmolzen wird, oder als Schmelze an einem Ex­ truderende und das Feststoffpulver A an derselben Stelle und/oder stromabwärts der Zugabestelle für das Polymer B auf den Extruder gegeben werden.
Die Erfindung ist dann dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Zugabe­ stelle(n) für A und B Wasser in den Extruder eingespritzt wird.
Es ist bekannt, daß der Zerteileffekt in einem Extruder durch die Erhöhung der Schubspannung verbessert werden kann. Dabei kann die Schubspannung durch eine konstruktive Ausgestaltung des Extruders, beispielsweise eine Schneckenver­ schärfung insbesondere bei den strukturviskosen Thermoplastschmelzen nur in begrenztem Maße erhöht werden. Der Begriff "Schneckenverschärfung" bezeichnet in bekannter Weise im Falle eines Zweischneckenextruders die verstärkte Anordnung von Knet- und Mischelementen im Schneckenkonzept mit der Folge, daß bei sonst gleichen Betriebsbedingungen mehr Energie in der Schmelze dissipiert wird. Es wurde überraschend gefunden, daß eine weitere Erhöhung der Schubspannung und damit Verbesserung des Zerteileffekts über den durch konstruktive Maßnahmen erreichbaren Bereich hinaus durch Einspritzung von Wasser in den Extruder bewirkt werden kann. Es wird davon ausgegangen, daß durch die Verdampfungsenthalpie des Wassers die Schmelze abkühlt, dadurch einen Viskositätsanstieg bewirkt, der eine Erhöhung der Schubspannung nach sich zieht und somit zu einem verbesserten Zerteileffekt führt.
Feststoffpulver A
Gemäß dem vorliegenden Verfahren können Feststoffpulver beliebiger Teilchengröße, insbesondere aber auch feine Feststoffpulver, das heißt mit mittlerer Teilchengröße im Bereich von 0,01 bis 100 µm, insbesondere von 0,1 bis 10 µm, verarbeitet werden.
Das Verfahren eignet sich besonders zum Einarbeiten mindestens eines Schicht­ silikats als Feststoffpulver A.
Unter Schichtsilikaten (Phyllosilikaten) versteht man im allgemeinen Silikate, in welchen die SiO4-Tetraeder in zweidimensionalen unendlichen Netzwerken verbunden sind. Die einzelnen Schichten sind durch die zwischen ihnen liegenden Kationen miteinander verbunden, wobei meistens als Kationen Na, K, Mg, Al oder/und Ca in den natürlich vorkommenden Schichtsilikaten vorliegen.
Als Beispiele für synthetische und natürliche Schichtsilikate (Phyllosilikate) seien Montmorillonit, Smectit, Illit, Sepiolit, Palygorskit, Muscovit, Allevardit, Amesit, hectorit, Fluorhectorit, Saponit, Beidellit, Talkum, Nontronit, Stevensit, Bentonit, Glimmer, Vermiculit, Fluorvermiculit, Halloysit und Fluor enthaltende synthetische Talkum-Typen genannt. Besonders bevorzugt sind Montmorillonit und Betonit. Die Schichtdicken betragen üblicherweise 5 bis 100 Å und ganz besonders bevorzugt 8 bis 25 Å (Abstand der Schichtoberkante zur darauf folgenden Schichtunterkante).
Hierbei ist es möglich, den Schichtabstand weiter zu vergrößern, indem man das Schichtsilikat beispielsweise mit Polyamidmonomeren zum Beispiel bei Temperaturen von 25 bis 300°C, vorzugsweise von 80 bis 280°C und ins­ besondere von 80 bis 260°C über eine Verweilzeit von in der Regel von 5 bis 120 Min., vorzugsweise von 10 bis 60 Min., umsetzt (Quellung). Je nach Dauer der Verweilzeit und Art des gewählten Monomeren vergrößert sich der Schichtabstand zusätzlich um 10 bis 150 Å, vorzugsweise um 10 bis 50 Å. Die Länge der Blättchen beträgt üblicherweise bis zu 2000 Å, vorzugsweise bis zu 1.500 Å. Etwa vorhandene oder sich aufbauende Präpolymere tragen in der Regel ebenfalls zur Quellung der Schichtsilikate bei.
Weiterhin eignen sich als Feststoffpulver A zur Verarbeitung nach dem vorlie­ genden Verfahren besonders Farbstoffpigmente. Farbstoffpigmente zur Einfär­ bung von Thermoplasten sind allgemein bekannt, siehe zum Beispiel R. Gächter und H. Müller, Taschenbuch der Kunststoffadditive, Carl Hanser Verlag, 1983, Seite 494 bis 510. Als erste bevorzugte Gruppe von Pigmenten sind Weißpigmente zu nennen wie Zinkoxid, Zinksulfid, Bleiweiß (2 PbCO3. Pb(OH)2), Lithopone, Antimonweiß und Titandioxid. Von den beiden gebräuchlichsten Kristallmodifikationen (Ruth- und Anatas-Typ) des Titandioxids wird insbesondere die Rutilform zur Weißfärbung verwendet.
Schwarze Farbpigmente, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind Eisenoxidschwarz (Fe3O4), Spinellschwarz (Cu(Cr,Fe)2O4), Manganschwarz (Mischung aus Mangandioxid, Siliciumdioxid und Eisenoxid), Kobaltschwarz und Antimonschwarz sowie besonders bevorzugt Ruß, der meist in Form von Furnace- oder Gasruß eingesetzt wird (siehe hierzu G. Benzing, Pigmente für Anstrich­ mittel, Expert-Verlag (1988), Seite 78 ff.).
Selbstverständlich können zur Einstellung bestimmter Farbtöne anorganische Buntpigmente wie Chromoxidgrün oder organische Buntpigmente wie Azopigmente und Phthalocyanine erfindungsgemäß eingesetzt werden. Derartige Pigmente sind allgemein im Handel erhältlich.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, die genannten Pigmente bzw. Farbstoffe in Mischung einzusetzen, zum Beispiel Ruß mit Kupferphthalocyaninen, da allgemein die Farbdispergierung im Thermoplasten erleichtert wird.
Thermoplastische Polymere B
Die thermoplastischen Kunststoffe sind vorzugsweise ausgewählt aus Polyamiden, Vinylpolymeren, Polyestern, Polycarbonaten, Polyaldehyden und Polyketonen. Besonders bevorzugt sind Polyamide.
Als polyamidbildende Monomere kommen Lactame wie ε-Caprolactam, Önantlactam, Capryllactam und Lauryllactam sowie deren Mischungen, bevor­ zugt ε-Caprolactam in Frage. Als weitere polyamidbildende Monomere können beispielsweise Dicarbonsäuren, wie Alkandicarbonsäuren mit 6 bis 12 Kohlen­ stoffatomen, insbesondere 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure oder Sebazinsäure sowie Terephthalsäure und Isophthalsäure, Diamine wie C4- bis C12-Alkyldiamine, insbesondere mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Hexamethylendiamin, Tetramethylendiamin oder Octamethylendiamin, ferner m-Xylylendiamin, Bis-(4-aminophenyl)-methan, Bis- (4-aminophenyl)-propan-2, 2 oder Bis-(4-aminoxyclohexyl)-methan, sowie Mischungen von Dicarbonsäuren und Diaminen jeweils für sich in beliebigen Kombinationen im Verhältnis zueinander, jedoch vorteilhaft im äquivalenten Verhältnis wie Hexamethylendiammoniumadipat, Hexamethylendiammonium­ terephthalat oder Tetramethylendiammoniumadipat, bevorzugt Hexamethylendi­ ammoiumadipat und Hexamethylendiammoniumterephthalat eingesetzt werden. Besondere technische Bedeutung haben Polycaprolactam, Polyamide, die aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure und Polyamide, die aus ε-Caprolactam, Hexamethylendiamin, Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure aufgebaut sind, insbesondere Polyamid 6 (aus ε-Caprolactam) und Polyamid 6,6 (aus Hexamethylendiamin/Adipinsäure) erlangt.
Zur Herstellung von Vinylpolymeren geeignete Monomere sind Ethylen, Propylen, Butadien, Isopren, Chloropren, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Styrol, α-Methylstyrol, Divinylbenzol, Acrylsäure, Methacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, Isopropylacrylat, n- Butylacrylat, Isobutylacrylat, tert.-Butylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, tert.-Butylmethacrylat, Acrylamid, Methacrylamid, Ethylacrylamid, n-Propylacrylamid, Isopropylacrylamid, Acrylnitril, Vinylalkohol, Norbonadien, N-Vinylcarbazol, Vinylpyridin, 1-Buten, Isobuten, Vinylidencyanid, 4-Methylpenten-1-vinylacetat, Vinylisobutylether, Methylvinylketon, Vinylvinylketon, Methylvinylether, Vinylvinylether, Vinylvinylsulfid und Acrolein. Diese Monomeren können alleine oder in Kombination untereinander verwendet werden. Bevorzugte Vinylpolymere sind Polystyrol, insbesondere syndiotaktisches Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid.
Des weiteren sind Polyester als thermoplastische Kunststoffe geeignet, bevorzugt auf der Basis von Terephthalsäure und Diolen, besonders bevorzugt sind Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat.
Weitere geeignete thermoplastische Kunststoffe sind Polycarbonate, Polyketone und Polyaldehyde wie Polyoxymethylen.
Das thermoplastische Polymer B kann über einen Einfülltrichter an einem Extruderende in den Extruder eingezogen werden und anschließend im Extruder aufgeschmolzen werden, es ist jedoch ebenso möglich, das thermoplastische Polymere B in geschmolzenem Zustand in den Extruder einzuziehen.
Zusätzlich zum Feststoffpulver A und zum Polymergranulat B können Füll- und/oder Zusatzstoffe eingearbeitet werden. Als Füllstoffe eignen sich teilchen- oder faserförmige Füllstoffe. Als teilchenförmige Füllstoffe eignen sich Carbonate wie Magnesiumcarbonat (Kreide). Bevorzugt werden faserförmige Füllstoffe ein­ gesetzt. Beispiele geeigneter faserförmiger Füllstoffe sind Kohlenstoffasern, Kaliumtitanatwhisker, Aramidfasern oder Glasfasern. Besonders bevorzugt wer­ den Glasfasern verwendet. Bei der Verwendung von Glasfasern können diese zur besseren Verträglichkeit mit dem Matrixmaterial mit einer Schlichte und einem Haftvermittler ausgerüstet sein. Im allgemeinen haben die verwendeten Kohlen­ stoff und Glasfasern einen Durchmesser im Bereich von 6 bis 20 µm. Die Einar­ beitung der Glasfasern kann sowohl in Form von Kurzglasfasern als auch in Form von Endlossträngen (Rovings) erfolgen. Kohlenstoff oder Glasfasern können auch in Form von Geweben, Matten oder Glasseidenrovings eingesetzt werden.
Weiterhin können Zusatzstoffe eingearbeitet werden. Als solche Zusatzstoffe sind beispielsweise Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren und Oxidationsverzögerer, Mittel gegen Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes Licht, Gleit- und Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Farbstoffe und Weichmacher zu nennen.
Es ist möglich, Feststoffpulver A an der selben Stelle mit der Polymerschmelze B bzw. dem Polymergranulat B in den Extruder einzuziehen, es ist jedoch auch möglich, das Feststoffpulver A beabstandet von der Polymerschmelze B auf den Extruder zu geben.
Der Gewichtsanteil an Feststoffpulver A in der Gesamtrezeptur liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 70%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 50%.
Grundsätzlich sind bezüglich der Bauformen der Extruder, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, keine Grenzen gesetzt. Es können Maschinen mit einer oder mehreren parallel angeordneten Schneckenspindeln eingesetzt werden, die in einem meist horizontal angeordneten zylindrischen, achtförmigen oder sonstwie an die Schneckenzahl angepaßten Gehäuse umlaufen. Besonders geeignet sind gleichsinnig drehende Zweischneckenextruder. Erfindungsgemäß einsetzbare Extruder müssen Entlüftungsöffnungen für flüchtige Anteile, insbesondere für das verdampfte Wasser, aufweisen, die grundsätzlich an beliebiger Stelle im Extrudergehäuse angeordnet sein können.
Die Extruder können erfindungsgemäß mit jeder geeigneten Drehzahl betrieben werden. Bevorzugt wird ein Drehzahlbereich von ca. 100 bis ca. 1200 Umdrehungen/min.
Erfindungsgemäß kann Wasser grundsätzlich an jeder beliebigen Stelle stromabwärts der Zugabestelle(n) für Feststoffpulver A und der thermoplastisches Polymer B zugegeben werden, wobei es möglich ist, die Zugabe verteilt über mehrere Stellen vorzunehmen. Besonders bevorzugt wird jedoch das Wasser an einer einzigen Einspritzstelle zugegeben.
Vorteilhaft ist die erste oder einzige Einspritzstelle für Wasser von der Zugabe­ stelle für das Feststoffpulver A um 1 bis 20 Extruderdurchmesser, bevorzugt um 3 bis 6 Extruderdurchmesser beabstandet.
In geeigneter Weise wird eine Wassermenge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-% bezogen auf den Gesamtdurchsatz des Extruders eingespritzt.
Es ist möglich, die Extruderschnecke(n) im Bereich der Einspritzstelle(n) für Wasser mit einem oder mehreren Knetblöcken zu bestücken.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weist der Extruderaustrag in der Regel einen hohen Homogenisierungsgrad auf, so daß es sich erübrigt, den Extruderaustrag erneut auf den Extruder aufzugeben. Das Einarbeiten des mindestens eines Feststoffpulvers A in die mindestens eine Schmelze thermo­ plastischen Polymeren B erfolgt somit bevorzugt in einem einzigen Extruder­ durchgang.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Zusammensetzungen können in bekannter Weise zu Formkörpern, Folien oder Fasern verarbeitet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:
Die Viskositätszahl (ml/g) der Polyamide wurde an 1 Gew.-%igen Lösungen in N-Methylpyrrolidon bei 25°C bestimmt.
Das Elastizitätsmodul (E-Modul [N/mm2]) wurde nach ISO 527-2 aus der Neigung der Tangente am Ursprung der Zugspannungskurve bei einer Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/min an Zugstäben ermittelt (Mittelwert aus 10 Prüfungen).
Die Streckspannung (MPa), Bruchspannung (MPa), Streckdehnung (%) und Bruchdehnung (%) wurden nach ISO 527-2 bei einer Prüfgeschwindigkeit von 5 mm/min als Mittelwert aus 10 Messungen bestimmt.
Die Schlagzähigkeit (Charpy gekerbt [KJ/m2]) wurde an ungekerbten ISO-Stäben nach ISO 179/Teil 1 gemessen.
Die Versuche wurden auf einem Extruder ZSK 40 der Firma Werner & Pfleiderer, Stuttgart bei einer Verarbeitungstemperatur von 250°C (Beispiele 1 bis 4, sowie V1, V3 und V4) bzw. von 280°C (Beispiele V5,5 und 6), einer Schnecken­ drehzahl von 250 U/min und einem Durchsatz von 20 kg/h durchgeführt. Die Ver­ arbeitungstemperatur bezeichnet wie üblich die über die Heizung am Außen­ mantel des Extruders vorgegebene Temperatur.
In sämtlichen Beispielen wurde ein jeweils konstanter Anteil von 5 Gew.-% Feststoffpulver und 95 Gew.-% Polyamidschmelze eingesetzt.
Als Feststoffpulver wurden delaminierte Schichtsilikate, sogenannte Minerale SCPX der Firma Southern Clay Products, USA, eingesetzt, wobei von Montmorillonit ausgegangen wird, das mit Aminen, insbesondere mit quartären Aminen hydrophobiert wird. Die Herstellung der hydrophobierten Schichtsilikate wird im folgenden am Beispiel des Minerals SCPX 1139 beschrieben, wobei das Hydrophobierungsmittel Di-2-hydroxyethyl-methylstearylamin ist:
In einem Rührkessel wurden 1 kg gereinigtes Montmorillonit als 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung mit einer Ionenaustauschkapazität von 120 meq/100 g mit 2,5 mol Di-2-hydroxyethyl-methylstearylamin sowie 1 l 3-molarer wäßriger HCl bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 30 Minuten umgesetzt. Anschließend wurde die Suspension filtriert, der Niederschlag mit Wasser gereinigt und sprühgetrocknet. Der Schichtabstand betrug 29,2 A (bestimmt durch Röntgenweitwinkelstreuung: λ = 0,15, 418 nm), Mineral SCPX 1139 der Firma Southern Clay Products, USA.
Die Minerale SCPX 1304, 1137 bzw. SCPX 1138 wurden analog hergestellt, mit dem Unterschied, daß für SCPX 1304 12 Amino-Laurylsäure, für SCPX 1137 Trimethyl-stearylamin bzw. für SCPX 1138 Dimethylbenzylstearylamin verwendet wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt:

Claims (10)

1. Kontinuierliches Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in eine Schmelze, die mindestens ein thermoplastisches Polymer B enthält, in einem Extruder, wobei das Polymer B in Form von Granulat, das im Extruder aufgeschmolzen wird, oder als Schmelze an einem Extruderende und das Feststoffpulver A an derselben Stelle und/oder stromabwärts der Zugabestelle für das Polymer B auf den Extruder gegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Zugabestelle(n) für A und B Wasser in den Extruder eingespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser an einer oder mehreren, bevorzugt an einer Stelle in den Extruder eingespritzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder einzige Einspritzstelle für Wasser von der Zugabestelle für das Fest­ stoffpulver A um 1 bis 20 Extruderdurchmesser, bevorzugt um 3 bis 6 Extruderdurchmesser, beabstandet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingespritzte Wassermenge 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtdurchsatz des Extruders, beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Extruderschnecke(n) im Bereich der Einspritzstelle(n) für Wasser mit einem oder mehreren Knetblöcken bestückt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einarbeiten des mindestens einen Feststoffpulvers A in die mindestens eine Schmelze eines thermoplastischen Polymeren B in einem Extruder­ durchgang erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoffpulver A mineralische Feststoffpulver, insbesondere Schichtsilikate oder Pigmente, eingesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastische Polymere B Polyamide, insbesondere Polyamid 6 und/oder Polyamid 66, eingesetzt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Gewichtsanteil an Feststoffpulver A in der Gesamtrezeptur im Bereich von 0,1 bis 70%, bevorzugt im Bereich von 2 bis 50%.
10. Formkörper, Folien oder Fasern erhältlich aus Zusammensetzungen hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
DE19913661A 1999-03-25 1999-03-25 Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B Withdrawn DE19913661A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19913661A DE19913661A1 (de) 1999-03-25 1999-03-25 Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B
AU31606/00A AU3160600A (en) 1999-03-25 2000-02-25 Verfahren zum einarbeiten mindestens eines feststoffpulvers in die schmelze mindestens eines thermoplastischen polymeren
PCT/EP2000/001580 WO2000058071A1 (de) 1999-03-25 2000-02-25 Verfahren zum einarbeiten mindestens eines feststoffpulvers a in die schmelze mindestens eines thermoplastischen polymeren b

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19913661A DE19913661A1 (de) 1999-03-25 1999-03-25 Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19913661A1 true DE19913661A1 (de) 2000-09-28

Family

ID=7902439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19913661A Withdrawn DE19913661A1 (de) 1999-03-25 1999-03-25 Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3160600A (de)
DE (1) DE19913661A1 (de)
WO (1) WO2000058071A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2408603A2 (de) * 2009-03-18 2012-01-25 Bayer Technology Services GmbH Verfahren zur dispersion von nanopartikeln in fluiden medien
EP3181317A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-21 LANXESS Deutschland GmbH Verfahren zur herstellung von feststoffpartikeln

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10348548A1 (de) * 2003-10-20 2005-05-19 Fact Future Advanced Composites & Technology Gmbh Extrusionsverfahren zur Herstellung von zähmodifizierten und schichtsilikatverstärkten thermoplastischen Systemen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5385776A (en) * 1992-11-16 1995-01-31 Alliedsignal Inc. Nanocomposites of gamma phase polymers containing inorganic particulate material
US5536613A (en) * 1995-02-23 1996-07-16 Xerox Corporation Processes for preparing toner
US5578672A (en) * 1995-06-07 1996-11-26 Amcol International Corporation Intercalates; exfoliates; process for manufacturing intercalates and exfoliates and composite materials containing same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2408603A2 (de) * 2009-03-18 2012-01-25 Bayer Technology Services GmbH Verfahren zur dispersion von nanopartikeln in fluiden medien
EP3181317A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-21 LANXESS Deutschland GmbH Verfahren zur herstellung von feststoffpartikeln
WO2017102311A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Lanxess Deutschland Gmbh Verfahren zur herstellung von feststoffpartikeln
US11253829B2 (en) 2015-12-18 2022-02-22 Lanxess Deutschland Gmbh Process for producing solid particles

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000058071A1 (de) 2000-10-05
AU3160600A (en) 2000-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1394197B1 (de) Hochviskose Formmassen mit nanoskaligen Füllstoffen
US8648132B2 (en) Nanocomposite method of manufacture
DE69910623T2 (de) Polymer/ton nanokomposit und verfahren zu seiner herstellung
DE102007021199A1 (de) Zusammensetzungen aus organischem Polymer als Matrix und anorganischen Partikeln als Füllstoff, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE3806548A1 (de) Verbundmaterial und verfahren zu dessen herstellung
DE2048608A1 (de) Hochleistungsfähige Polymerverbundstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10352319A1 (de) Polyamidharzzusammensetzung
EP1483333A1 (de) Thermoplastiche formmasse und daraus hergestellte formkörper
EP1133530B1 (de) Thermoplastische nanokomposit-haltige materialien mit elastomer-zusatz
EP0002514B2 (de) Verfahren zum Flammfest- Ausrüsten von thermoplastischen Kunststoffen
Basurto et al. Nanocomposites of ABS and sepiolite: Study of different clay modification processes
EP3962994B1 (de) Polymere zusammensetzungen enthaltend ein teilkristallines polymer und verfahren zu deren herstellung
DE69838621T2 (de) Verfahren zur herstellung von nanocomposit-zusammensetzungen
EP1161488B1 (de) Thermoplastische nanocomposites
EP1299467B1 (de) Verfahren zur herstellung nanoverstärkter, thermoplastischer polymerer
DE102008038667A1 (de) Herstellungsverfahren von thermoplastischen Polymeren enthaltend grobskalige und/oder nanoskalige, gecoatete, desagglomerierte Magnesiumhydroxidpartikel und eine Vorrichtung hierzu
EP1780241A1 (de) Verwendung von Polyamid-Formmassen zur Herstellung von Formteilen mit reduzierter Oberflächenverkohlung
EP1622982A1 (de) Polymer-nanocomposite-blends
DE10348548A1 (de) Extrusionsverfahren zur Herstellung von zähmodifizierten und schichtsilikatverstärkten thermoplastischen Systemen
DE19913661A1 (de) Verfahren zum Einarbeiten mindestens eines Feststoffpulvers A in die Schmelze mindestens eines thermoplastischen Polymeren B
DE2757296A1 (de) Verstaerkte thermoplastische zusammensetzungen aus polyesterharzen und glasfasern in kombination mit fein gemahlenem glimmer
EP2160441A2 (de) Mechanisch verstärktes thermoplastisches kunststofferzeugnis für laserbasierte fügeverfahren
EP1595893B1 (de) Verfahren zur Herstellung von polymeren Verbundmaterialien
DE60022985T2 (de) Verstärkte polyamide mit hohem modul
DE19905502A1 (de) Thermoplastische Nanocomposites

Legal Events

Date Code Title Description
8130 Withdrawal