DE2333533A1 - Verfahren zur herstellung von schlagfesten und flexiblen polyamiden - Google Patents
Verfahren zur herstellung von schlagfesten und flexiblen polyamidenInfo
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Description
DIPL.-ING. HANS IV. GROENING
DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN Δ. J O ^i OO
PATENTANWÄLTE
0 2. Juli 1973
S/I 10-112
Inventa AG für Forschung und Patentverwertung Zürich
Zürich, Schweiz
Verfahren zur Herstellung von schlagfesten und flexiblen Polyamiden
Die Herstellung von schlagfesten und flexiblen Körpern aus Kunststoffen ist problematisch. So erhalten bei den
Polyamiden das Polyamid 6 und das Polyamid 6,6 zum Beispiel erst durch eine hohe Wasseraufnähme eine bestimmte Zähigkeit
und einen bestimmten Grad an Flexibilität. In trockenem Zustand sind beide Polyamide relativ spröde. Das Polyamid
ist auf Grund seiner chemischen Struktur schon weicher und auch in trockenem Zustand flexibler. Doch ist auch dieses letztere Polyamid
für viele Anwendungszwecke nicht genügend flexibel und
weist u. a. eine Kälteschlagzähigkeit auf, die nicht immer zu befriedigen vermag.
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Es ist bekannt. Polyamiden mit Hilfe von Weichmachern eine
erhöhte Flexibilität and eine erhöhte Schlagzähigkeit zu verleihen. Als solche Weichmacher haben zum Beispiel schon aromatische
Sulfonamide, so u. a. p-Toluolsulfonamid, N-Butylbenzolsulfonamid
und N-Äthyltoluolsulfonamid, Verwendung gefunden*Diese Substanzen
lassen sich jedoch nur bis zu einem Anteil von ca. 10 Gew.-% in höherkristalline Polyamide, wie Polyamid 6 und
Polyamid 6,6, und nur bis zu ca. 18 Cew.-% in Polyamid 11 und
Polyamid 12 einarbeiten. Höhere Weichmacheranteile schwitzen wieder aus. Doch auch mit den erwähnten möglichen Weichmacheranteilen
erweist sich für viele Anwendungsbereiche die erzielte Flexibilität der in Frage stehenden Polyamide als zu gering.
Es wurde nun in überraschender Weise gefunden, daß Polyamide mit insbesondere auch in trockenem Zustand großer Flexibilität und
hoher Schlagfestigkeit erhalten werden, wenn den betreffenden Polyamiden IO bis 25 Gew.-%, bezogen auf das erhaltene Endprodukt,
und vorzugsweise 15 bis 20 Gew.-%, an ternären Copolyamiden
des Typs Polyamid 6/6,6/10 oder 6/6,6/12 gemäß US-PS 3 536 780 zugesetzt werden.
Als Polyamide kommen im Prinzip alle Polycarbonsäureamide und im -besonderen
die für Spritzauß geeigneten HomopoIyamide in Betracht,
so zum Beispiel die Polyamide 6; 6,6; 6, 10; 11 und 12 und insbesondere das Polyamid 6 und das Polyamid 6,6.
Als ternäre Copolyamide kommen gemäß vorliegender Erfindung 6 / 6,6 / 10- oder 6 / 6,6 / 12-Polyamide in Frage, die 10 bis 60
Gew.-% der ersten, 10 bis 50 Gew.-% der zweiten und 5 bis 70 Gew.-% der dritten Komponente enthalten, wobei natürlich die
Bedingung gilt, daß die Summe der drei Anteile 100 Gew.-% zu ergeben hat. Bevorzugt werden unter diesen ternären Copolyamiden
diejenigen mit 30 - 40 Cew.% der ersten, 20 bis 30
Gew.-% der zweiten und 30 bis 50 Gew.-% der dritten Komponente.
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Die erwähnten ternären Copolyamide können den zu behandelnden Polyamiden allein oder aber auch zusammen mit 5-15 Gew.-%
und vorzugsweise mit 8 bis 12 Gew.-% an bekannten Weichmachern, wie zum Beispiel den weiter oben erwähnten aromatischen Sulfonamiden,
zugesetzt werden. Außerdem ist der an sich bekannte Zusatz von weiteren Stoffen, möglich, so u. a. von Entformuncrsmitteln,
wie zum Beispiel Stearaten, von Hitzestabilisatoren, Antioxidantien, wie zum Beispiel Phosphiten, Lichtstabilisatoren
und Farbpigmenten.
Die Einarbeitung dieser Zusätze kann zum Beispiel durch Vermischen
der einzelnen Komponenten im Taumelmischer oder in ähnlichen Apparaturen und anschließendes Extrudieren in Ein- oder
Mehrveller.extrudern oder auch durch Vermischen der festen
Komponenten auf die erwähnte Art und Zutropfen oder Einspritzen der flüssigen Komponenten während der anschließenden Extrusion
erfolgen.
Durch den Zusatz 4er erfindungsgemäßen Copolyamide wird die
Verträglichkeit der behandelten Polyamide mit den gegebenenfalls noch zugesetzten Weichmachern erhöht. Infolge ihren besonderen
Eigenschaften können die erhaltenen Endprodukte u. a. für die Herstellung von flexiblen Sohlen (Sportschuhe) und von
schiagfesten Schutzhelmen Verwendung finden.
Die folgenden Beispiele sollen das Wesen der vorliegenden Erfindung
näher erläutern, ohne dieses jedoch in irgendeiner Weise zu beschränken.
71,7 Gew.-% eines Polycaprolactams mit einer Lösunrrsviskosität
von 3,5 (gemessen nach DIN 51.562 in einer 1 %igen Lösung von 98%iger Schwefelsäure bei 20 0C)
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17,0 Gew.-% eines ternären Copolyamide aus Polycaprolactam,
Polyhexamethylendiaminadipat und Polylaurinlactam mit einem Gew.-%-Verhältnis der einzelnen Komponenten
von 35:25:40, einem Schmelzpunkt von HO bis 120 0C und einer Lösungsviskosität von 1,6
(gemessen nach DIN 51.562 in einer O,5 %igen Lösung von m-Kresol bei 20 0C)
10,O Gew.-% N-Butylbenzolsulfonamid, 1,O Gew.-% Glycerinmonostearat und
O,3 Gew.-% Trisnonylphenylphosphit
werden in einem Taumelmischer während 20 Minuten vermischt. Die erhaltene Mischung wird in einem Doppelschneckenextruder
unter der Einwirkung hoher Scherkräfte extrudiert. Der aus der Düse austretende Schmelzestrang wird zur Abkühlung durch
ein Wasserbad geführt und in einer Schneidmühle granuliert. Das so erzeugte Granulat wird nun unter einem Vakuum von
15 Torr, während .14 Sti
von <0,l % getrocknet.
15 Torr, während .14 Stunden bei 80 C auf einen Wasseraehalt
Dieses getrocknete Granulat läßt sich mit Hilfe von handelsüblichen
Spritzgußmaschinen zu flexiblen und schlaqfesten Spritzgußteilen
verarbei ten.
78,7 Gew.-% Polyamid 6, 1O,O Gew.-% des Copolyamide 6/6,6/12,
1O,O Gew.-% N-Butylbenzolsulfonamid,
1,O Gew.-% Glycerinmonostearat und 0,3 Gew.-% Trisnonylphenylphosphit
mit den im Beispiel 1 wiedergegebenen Charakteristiken werden gemäß den in diesem Beispiel gemachten Angaben zu Spritznußteilen
verarbeitet.
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Zu Vergleichη zwecken werden, wie im Beispiel 1 beschrieben
und mit den betreffenden, in diesem Beispiel charakterisierten
Substanzen
a) 98,7 Gew.-% Polyamid 6,
1,O Gew.-% Glycerinmonostearat und 0,3 Gew.-% 'Trisnonylphenylphosphit
b) 88,7 Gew.-% Polyamid 6,
10,0 Gew.-% N-Butylbenzolsulfonamid,
1,0 Gew.-% Glycerinmonostearat und o,3 Gew.-% Trisnonylphenylphosphit
zu Spritzgußteilen verarbeitet.
Von den gemäß den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen, trockenen
Spritzgußteilen wird
1) die Grenzbiegespannung (nach DIN 53.452) und
2) die Kerbschlagzähigkeit (nach DIN 53.453) bestimmt.
Produkt gemäß
Grenzbiegespannung (KP/cm2)
Kerbschlagzähig'keit (cmKp/cm )
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 2
500 610
ohne Bruch 45
Beispiel 3a
Beispiel 3b
Beispiel 3b
1150 650
5 10
309884/1357
2333^33
Aus der obigen Zusammenstellung ist ersichtlich, daß ein Zusatz von Weichmacher zum Polyamid zwar dessen Flexibilität
verbessert, daß jedoch ein Zusatz von Weichmacher und ternärem Copolyamid die Flexibilität des Polyamids weiter verbessert
und zusätzlich dessen Kerbschlagzähigkeit bedeutend erhöht. Für den Einsatz des erfindungsgemäß erhaltenen
Materials zur Herstellung von zum Beispiel Sportschuhsohlen ist dieser Gewinn an Flexibilität, ausgedrückt
durch die niedrigen Werte der gemessenen Grenzbiegespannung, von entscheidendem Vorteil.
70 Gew.-% Polyamid 6,6,
20 Gew.-% ternäres Copolyamid gemäß Beispiel 1, 10 Gew.-% N-Butylbenzolsulfonamid,
1 Gew.-% Glycerinmonostearat und
0,3 Gew.-% TrisnonylphenylphosDh.it
werden, wie im Beispiel 1 angegeben, zu Spritzcrußteilen verarbeitet.
Die dem Beispiel 4 entsprechende Zusammenstellung ergibt analoge Ergebnisse.
Patentansprüche:
309884/1357 ORIGINAL INSPECTED
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von schlagfesten und flexiblen Polyamiden, dadurch gekennzeichnet, daß Polycarbonsäureamiden
in an sich bekannter Weise 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das erhaltene Endprodukt, ternäre Copolyamide
6 / 6,6 / n, worin η 10 oder 12 bedeutet, zugesetzt werden,
10 bis 60 Gew.-% der ersten,
IO bis 50 Gew.-% der zweiten und
5 bis 70 Gew.-% der dritten Komponente enthalten, wobei
die Summe der drei Anteile 100 Gew.-% ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Polycarbonsäureamide Homopolyamide verwendet, die für Spritzguß geeignet sind, und vorzugsweise die Polyamide
6-12 und 6,6 - 6,10 einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polycarbonsäureamide Polyamid 6 und Polyamid 6,6
verwendet werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ternäre Copolyamide 6 / 6,6 / n, worin η IO oder
12 bedeutet, zugesetzt werden, die 30 bis 40 Gew.-% der ersten,
20 bis 30 Gew.-% der zweiten und
3O bis 50 Gew.-% der dritten Komponente enthalten, wobei
die Summe der drei Anteile 100 Gew.-% ergibt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das erhaltene Endprodukt,
der ternären Copolyamide zugesetzt werden.
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6. Verfahren nach den Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben den ternären Copolyaraiden ausserdem
5 bis 15 Oew.-%, bezogen auf das erhaltene Endprodukt,
an bekannten Weichmachern zugesetzt werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen Ibis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß 8 bis 12 Gew.-% an bekannten Weichmachern, im besonderen aus der Reihe der aromatischen
" Sulfonamide, zugesetzt werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Weichmacher p-Toluolsulfonamid, N-Butylbenzolsulfonamid
oder N-Äthyltoluolsulfonamid
zugesetzt werden. . *
9. Schlagfeste und flexible Polyamide ,dadurch gekennzeichnet,
daß sie 10 bis 25 Gew.-% ternäre Copolyamide 6 / 6,6 / η, worin η 10 oder 12 bedeutet, enthalten, die
10 bis 60 Gew.-% der ersten,
10 bis 50 Gew.-% der zweiten und
5 bis 70 Gew.-% der dritten Komponente enthalten, wobei die Summe der drei Anteile 100 Gew.-% ergibt.
10. Verwendung von ternären Copolyamiden 6./ 6,6 / n, worin η
10 oder 12 bedeutet, die
10 bis 60 Gew.-% der ersten,
10 bis 50 Gew.-% der zweiten und
10 bis 60 Gew.-% der ersten,
10 bis 50 Gew.-% der zweiten und
5 bis 70 Gew.-% der dritten Konponente enthalten, zur Herstellung von schlaofesten und flexiblen Polyamiden.
309884/1357
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