NL8802046A - Polymeermengsel met polyester en alkaansulfonaat, daaruit gevormde voorwerpen. - Google Patents

Description

General Electric Company te Schenectady, New York,Verenigde Staten van Amerika.

Aanvraagster noemt als uitvinders: F. TABANKIA enJ. DE BOER.

Polymeermengsel met polyester en alkaansulfonaat,daaruit gevormde voorwerpen.

De uitvinding heeft betrekking op een polymeermengseldat een polyester bevat met eenheden afgeleid van eenalkaandiol en een aromatisch dicarbonzuur.

Polymeermengsels die een polyester van het hierbovenbeschreven type bevatten zijn algemeen bekend. Eenvoorbeeld van deze polymeermengsels zijn de polymeer¬mengsels op basis van polyalkyleenftalaat harsen meerin het bij zonder op basis van polybutyleentereftalaatof polyethyleentereftalaat.

De bekende polymeermengsels zijn thermoplasten; zijkunnen bijvoorbeeld door spuitgieten worden verwerkt.

Een nadeel van vele polymeermengsels is dat zij elek¬trostatisch worden opgeladen. Met andere woorden datzij geen antistatische eigenschappen bezitten. Polyal¬kyleenftalaat harsen, in het bijzonder polybutyleente-reftalaten, zijn bekend vanwege hun goede elektrischeeigenschappen zoals hun tracking index.

De uitvinding voorziet in polymeermengsels op basis vaneen polyester van het hierboven beschreven type dieantistatische eigenschappen en een ten opzichte vanzuivere polyesters verbeterde tracking index bezitten.

L Het polymeermengsel volgens de uitvinding heeft hetkenmerk dat het per 100 gewichtsdelen polyester 1-10gewichtsdelen van een alkaansulfonaat zout, met meerdan 8 koolstofatomen in de alkaangroep, bevat.

Alkaansulfonaat zouten zijn als antistatisch werkendehulpstoffen voor kunststoffen op zich bekend. Voorkunststoffen zijn ook andere antistatisch werkendehulpstoffen bekend. Voor polyesters, in het bijzonderpolyalkyleenftalaten, voldoen de meest bekende anti¬statisch werkende hulpstoffen niet. Sommige zoalsnatriumlaurylsulfaat en polyethyleenglycol laten zichmoeilijk in een extrusiemachine met de polyester men¬gen. Andere zoals alkaanarylsulfonaat zouten leidentot een sterke afname van de stabiliteit van depolyestersmelt en geven nauwelijks antistatischeeigenschappen.

Gevonden is nu dat de toepassing van alkaansulfonaatzouten de hierboven genoemde problemen niet vertoont.Verder worden door toepassing van alkaansulfonaatzouten in polyesters van het boven beschreven typeantistatische eigenschappen verkregen in combinatiemet goede mechanische eigenschappen. Bovendien wordteen verbetering van de tracking index verkregen. Ditlaatste is van belang voor vele toepassingen van depolyester.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat bijvoorkeur een polyester met meer dan 70 mol% eenhedenafgeleid van tereftaalzuur en butaan -1,4 diol.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan boven¬dien een aromatisch polycarbonaat bevatten, indienaanwezig bij voorkeur in een hoeveelheid van 5-100gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen polyester.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan “allevoor polyesters gebruikelijke toeslagstoffen bevat¬ten.

Als alkaansulfonaat zout bevat het polymeermengselvolgens de uitvinding bij voorkeur het natriumzoutvan een mengsel van alkaansulfonzuren, waarbij dealkaangroepen 12 tot 20 koolstofatomen bevatten.

De uitvinding heeft tevens betrekking op voorwerpenmet antistatische eigenschappen en met een hogetracking index gevormd uit het polymeermengselvolgens de uitvinding.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat inelk geval een of meer van de volgende bestanddelen: A. een polyester B. een alkaansulfonaat zout

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan boven¬dien een of meer van de volgende bestanddelen bevat-en: C. een aromatisch polycarbonaat en D. de gebruikelijke toeslagstoffen.

A. Polyester

De uitvinding heeft betrekking op polymeermengsels dieeen polyester bevatten met eenheden afgeleid van eenalkaandiol en een aromatisch dicarbonzuur. De polyes¬ter kan eenheden afgeleid van een of meer alkaandiol-verbindingen bevatten. De polyester kan ook eenhedenafgeleid van een of meer aromatische dicarbonzuren be¬vatten. Behalve het alkaandiol kan de polyester eenhe¬den afgeleid van een of meer andere diol-of polyolver-bindingen bevatten.

Over het algemeen bevat de polyester een overmaatvan eenheden afgeleid van een alkaandiol met betrekkintot de eventueel aanwezige van andere diol-of polyolvebindingen afgeleide eenheden.

Geschikalkaandiolverbindingen zijn bijvoorbeeld ethaandiol of butaan -1,4- diol. De polyester kan behalveeenheden afgeleid van aromatische dicarbonzuren ookeenheden afgeleid van andere dicarbonzuren of polycar-bonzuren bevatten. Het grootste deel van de eenhedenafgeleid van zuren is echter afgeleid van een aromatiscdicarbonzuur. Geschikte aromatische dicarbonzuren zijntereftaalzuur en isoftaalzuur.

Als polyester wordt bij voorkeur een polyester toege¬past met meer dan 70 mol% eenheden afgeleid van teref¬taalzuur en butaan -1,4- diol. Het is ook mogelijk eenmengsel van een of meer verschillende polyesters toete passen.

B. Alkaansulfonaat zout

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat eenalkaansulfonaat zout, met meer dan acht koolstofatomenin de alkaangroep. Dergelijke zouten zijn bekend alsmiddel om kunststoffen antistatisch te maken. Inpolyesters van het hierboven beschreven type zijn zenog niet eerder toegepast. De alkaangroep bevat meerdan acht koolstofatomen; de alkaangroep bestaat bijvoorkeur uit een mengsel van verschillende atomen met12 tot 20 koolstofatomen. Het metaal van het zout kanbijvoorbeeld een alkali-of aardalkali metaal zijn,zoals natrium, lithium en calcium.

C. Aromatisch polycarbonaat

Aromatische polycarbonaten zijn op zich bekendematerialen. Ze worden over het algemeen bereid dooreen dihydrische fenolverbinding met een carbonaat pre¬cursor zoals fosgeen, een halogeenformiaat of eencarbonaat ester te laten reageren. Aromatische poly¬carbonaten zijn polymeren, die eenheden bevatten metformule

waarin A een tweewaardige aromatische eenheid voor¬stelt, die is afgeleid van het dihydrische fenol, datbij de bereiding van het polymeer is toegepast.

Als dihydrische fenolen kunnen bij de bereiding vande aromatische polycarbonaten mononucleaire of poly-nucleaire aromatische verbindingen worden toegepast,die twee hydroxy radicalen bevatten, die ieder direktaan een koolstofatoom van een aromatische nucleus zijnverbonden.

Ook geschikt zijn de op zich bekende vertakte(branched) polycarbonaten zoals bijvoorbeeld beschre¬ven in US-A-4,001,184.

Geschikte aromatische polycarbonaten zijn ook dezogenaamde polyestercarbonaten, die worden verkregendoor de polymerisatiereactie uit te voeren in aanwe¬zigheid van een ester precursor zoals een difunctioneelcarbonzuur (bijvoorbeeld tereftaalzuur of een es¬ter derivaat daarvan). Deze polyestercarbonatenbezitten in de polymere keten ester-en carbonaatver-bindingen. Polyestercarbonaten zijn bijvoorbeeld be¬schreven in US-A-3,169,121.

D. gebruikelijke toeslagstoffen

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan allevoor polymeermengsels op basis van een polyestergebruikelijke toeslagstoffen bevatten. Bij wijzevan voorbeeld kunnen genoemd worden: middelen voorhet verbeteren van de vlamvertragende eigenschappen,vulmiddelen, versterkende vezels, zoals glasvezels,stabilisatoren, pigmenten en kleurstoffen.

Wanneer het polymeermengsel tevens een aromatischpolycarbonaat bevat wordt bij voorkeur tevens eenstabilisator toegepast om een mogelijke omesterings-reaktie (transesterification) tussen de polyester enhet aromatisch polycarbonaat te onderdrukken.

Als middel voor het verbeteren van de slagsterktewordt in het polymeermengsel volgens de uitvindingbij voorkeur een in meerdere stappen bereid kern-schil polymeer toegepast bestaande uit een rubber¬achtige kern waarop een of meer schillen zijn geent(grafted). De rubberachtige kern kan zijn opgebouwduit rubberachtige polyacrylaten, of uit rubber¬achtige polydienen zoals polybutadieen. De rubber¬achtige kern kan comonomeren bevatten zoals styrenenen/of acrylonitril. Op de kern zijn monomeren geent,bijvoorbeeld acrylaten en/of styreen verbindingenen/of acrylonitril.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan volgensde gebruikelijke werkwijzen voor het bereiden vanpolymeermengsels worden verkregen bijvoorbeeld doorsmeltextrusie.

L Voorbeelden I t/m VI, vergelijkend voorbeeld A.

Er werden verschillende polymeermengsels bereiduitgaande van de volgende bestanddelen: PBT : polybutyleentereftalaat met een intrinsiekeviscositeit van 122 ml/g, gemeten in eenphenol-tetrachloorethaan 60/40 mengsel bij25eC volgens ASTM D 2857-70 met een viscosi-) meter volgens DIN 51562.

Alkaansulfonaatzout: Het natriumzout van een mengsel van alkaansulfonzuren met 12-20koolstofatomen in de alkaangroep.

PC : Een aromatisch polycarbonaat afge¬ leid van bisphenol A en fosgeen meieen intrinsieke viscositeit van58.5 ml/g gemeten in methyleenchlo-i ride bij 25°C.

Stab : Een mengsel van gebruikelijke stabilisatoren.

De genoemde bestanddelen werden in een extrusiemachinegeextrudeerd. De verkregen strengen werden tot pelletsgehakt. Uit de pellets werden genormeerde plaatjes enstaafjes gespuitgiet voor het bepalen van de CTI" comparative tracking index" volgens IEC, 1979 (3deeditie). De kerfslagwaarde volgens Izod, de oppervlak¬te weerstand (volgens DIN 50.014), de rek bij breuk.

De toegepaste hoeveelheden van de genoemde bestanddelenen de gevonden resultaten zijn weergegeven in de hier¬onder volgende tabel.

Tabel

Voorbeeld A I II III IV V VI

Samenstelling(gew. delen) PBT 100 100 100 100 100 100 100

Alkaansulfo- naatzout - 3.1 4.2 5.3 3.7 5.0 6.3 PC - 18.3 18.6 18.8

Stab 0.15 0.15 0.15 0.15 0.3 0.3 0.3

Eigenschappen "Oppervlakte- weerstand 14 11 10 11 12 10 11 (Ohm/sq) 10 * 10 10 10 10 10 10 °CTI-KC (V) 450 600 550 500 600 400 500 “Kerfslag- waarde (J/M) 49 47 51 52 55 56 56 °Rek bij breuk (%) 69 1Q2 162 72 38 32 19 * above 1014.

— UJi*

Uit de resultaten zoals weergegeven in de tabel kanmen zien dat het toevoegen van een alkaansulfonaatzout aan polymeermengsels die een polyester bevattenleidt tot een verlaging van de oppervlakte weerstanden bovendien tot een verhoging van de tracking indexDe mechanische eigenschappen worden door het toe¬voegen van het zout niet noemenswaardig verslechterd.

In sommige opzichten treedt zelfs een verbetering opbijvoorbeeld in de rek bij breuk (vergelijk voorbeeld Imet vergelijkend voorbeeld A).

Claims (7)

1. Polymeermengsel dat een polyester bevat meteenheden afgeleid van een alkaandiol en een aromatischdicarbonzuur, met het kenmerk, dat het polymeermengselper 100 gewichtsdelen polyester 1-10 gewichtsdelen vaneen alkaansulfonaat zout, met meer dan 8 koolstofatomenin de alkaangroep, bevat.

2. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met hetkenmerk, dat het polymeermengsel een polyester bevatmet meer dan 70 mol% eenheden afgeleid van tereftaal-zuur en butaan -1,4- diol.

3. Polymeermengsel volgens conclusie 1 met hetkenmerk, dat het polymeermengsel bovendien een aroma¬tisch polycarbonaat bevat.

4. Polymeermengsel volgens conclusie 1 met hetkenmerk dat het polymeermengsel per 100 gewichtsdelenpolyester 5-100 gewichtsdelen aromatisch polycarbo¬naat bevat.

5. Polymeermengsel volgens conclusie 1 met hetkenmerk dat het polymeermengsel gebruikelijke toeslag¬stoffen bevat.

6. Polymeermengsel volgens conclusie 1 met hetkenmerk, dat het polymeermengsel als alkaansulfonaatzout het natriumzout van een mengsel van alkaansulfon-zuren bevat, waarbij de alkaangroepen 12 tot 20 kool¬stof atomen bevatten. Conclusies.

7. Voorwerpen met antistatische eigenschappen en met een hoge "tracking index" gevormd uit het po-lymeermengsel volgens conclusie 1.