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WO2004078844A1 - Polyester blends with improved flexural rigidity - Google Patents

Polyester blends with improved flexural rigidity Download PDF

Info

Publication number
WO2004078844A1
WO2004078844A1 PCT/EP2004/001674 EP2004001674W WO2004078844A1 WO 2004078844 A1 WO2004078844 A1 WO 2004078844A1 EP 2004001674 W EP2004001674 W EP 2004001674W WO 2004078844 A1 WO2004078844 A1 WO 2004078844A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aliphatic
acid
polyesters
mixtures
components
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/001674
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Harald KRÖGER
Hans-Peter Vollmann
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
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 Aktiengesellschaft filed Critical Basf Aktiengesellschaft
Publication of WO2004078844A1 publication Critical patent/WO2004078844A1/en

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/92Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters

Definitions

  • Polyester blends with improved bending stiffness are provided.
  • the present invention relates to thermoplastic molding compositions containing
  • ii) 50 to 99.9% by weight, based on the total weight of components i) to ii) of at least one polyester based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compound and
  • iii) moreover 0 to 80% by weight, based on the total weight of components i) and ii), of conventional additives.
  • thermoplastic molding compositions relates to processes for the production of thermoplastic molding compositions, the use of thermoplastic molding compositions for the production of blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers, and blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers containing thermoplastic molding compositions.
  • the present invention relates to brushes, color brushes, cosmetic brushes, brooms, brushes or toothbrushes, including bristles, obtainable from the thermoplastic molding compositions, and also filters, tapes, braids, threads or fabrics, including filaments, monofilaments or fibers, obtainable from the thermoplastic molding compositions , Furthermore, the present invention relates to the use of aliphatic polyesters or polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compounds to improve the bending stiffness of polyesters based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds.
  • Thermoplastic molding compositions for the production of, for example, molded parts, films or fibers for a very wide variety of applications are known. Depending on the desired field of application, the properties of these molding compositions can be varied within a wide range by selecting different polymers or suitable additives. For example, it is desirable to produce blends, molded parts, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers from thermoplastic molding materials, the bending stiffness of which can be adjusted in a targeted manner with regard to the desired application and is as constant as possible under changing parameters during the desired application remains.
  • toothbrush bristles for example those sold by the DuPont company under the Tynex ® brand, molding compositions based on polyamides made from hexamethylene diamine and dodecanedioic acid, so-called PA 6.12, are used.
  • PA 6.12 polyamides made from hexamethylene diamine and dodecanedioic acid
  • Molding compositions based on polybutylene terephthalate which are likewise used for the production of toothbrush bristles, have a bending stiffness which is almost independent of the water content, but this is undesirably high; that is, the bristles are stiffer than bristles from PA 6.12.
  • the present invention is therefore based on the object of providing thermoplastic molding compositions from which blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofils or fibers can be produced, which have a bending stiffness which can be set in a targeted manner and is more independent of the water content than those which can be produced from known molding compositions Blends, molded parts, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers.
  • thermoplastic molding compositions defined at the outset which are described in more detail below.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention.
  • component i) all aliphatic homo- and copolyesters and all polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compound can be considered as component i) for the production of the thermoplastic molding compositions according to the invention. Mixtures of several such polyesters are of course also suitable as component i).
  • suitable aliphatic polyesters i) from which the thermoplastic molding compositions according to the invention can be obtained are homopolymers of aliphatic hydroxycarboxylic acids, for example polylactides, or lactones, but also copolymers or block copolymers of different hydroxycarboxylic acids or lactones or mixtures thereof.
  • These aliphatic polyesters can also contain diols and / or isocyanates as building blocks.
  • the aliphatic polyesters can also contain building blocks which are derived from trifunctional or multifunctional compounds such as epoxides, acids or triols. The latter building blocks can be used individually or there several of them or together with the diols and / or isocyanates can be contained in the aliphatic polyesters.
  • the aliphatic polyesters generally have molecular weights Mn in the range from 1,000 to 100,000 g / mol.
  • Polycaprolactone is one of the particularly preferred aliphatic polyesters.
  • Poly-3-hydroxybutanoic acid esters and copolymers of 3-hydroxybutanoic acid or their mixtures with 4-hydroxybutanoic acid and 3-hydroxyvaleric acid, in particular up to 30% by weight, preferably up to 20% by weight, of the latter acid are particularly preferred aliphatic polyesters.
  • Suitable polymers of this type also include those with an R-stereospecific configuration, as are known from WO 96/09402.
  • Polyhydroxybutanoic acid esters or their copolymers can be produced microbially. Methods for the production from various bacteria and fungi are e.g. Chem Tech. Lab. 39, 1112-1124 (1991), a method for producing stereospecific polymers is known from WO 96/09402.
  • block copolymers of the hydroxycarboxylic acids or lactones mentioned, their mixtures, oligomers or polymers can also be used.
  • aliphatic polyesters are those which are composed of aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids or their mixtures and aliphatic or cycloaliphatic diols or their mixtures. According to the invention, both statistical and block copolymers can be used.
  • the aliphatic dicarboxylic acids suitable according to the invention generally have 2 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms. They can be both linear and branched.
  • the cycloaliphatic dicarboxylic acids which can be used in the context of the present invention are generally those having 7 to 10 carbon atoms and in particular those having 8 carbon atoms. In principle, however, dicarboxylic acids with a larger number of carbon atoms, for example with up to 30 carbon atoms, can also be used.
  • Examples include: malonic acid, succinic acid, glutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, adipic acid, pimelic acid,vestic acid, sebacic acid, fumaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, suberic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid , 1, 3-Cyclohexanedicarboxylic acid, diglycolic acid, itacon acid, maleic acid and 2,5-norbornane dicarboxylic acid, among which adipic acid is preferred.
  • ester-forming derivatives of the abovementioned aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids are in particular the di-C 1 -C 6 -alkyl esters, such as dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-isopropyl, di-n -butyl, di-iso-butyl, di-t-butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl esters.
  • Anhydrides of the dicarboxylic acids can also be used.
  • the dicarboxylic acids or their ester-forming derivatives can be used individually or as a mixture of two or more thereof.
  • Suitable aliphatic polyesters are aliphatic copolyesters as described in WO 94/14870, in particular aliphatic copolyesters from succinic acid, its diesters or their mixtures with other aliphatic acids or diesters such as glutaric acid and butanediol or mixtures of this diol with ethylene glycol, propanediol or hexanediol or mixtures thereof.
  • Aliphatic polyesters of this type generally have molecular weights Mn in the range from 1000 to 100000 g / mol.
  • the aliphatic polyesters can likewise be random or block copolyesters which contain further monomers.
  • the proportion of the other monomers is usually up to 10% by weight.
  • Preferred comonomers are hydroxycarboxylic acids or lactones or mixtures thereof.
  • Mixtures of two or more comonomers and / or further building blocks, such as epoxides or polyfunctional aliphatic or aromatic acids or polyfunctional alcohols, can of course also be used to prepare the aliphatic polyesters.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention can be based on partially aromatic polyesters, ie on polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compound, as component i). According to the invention, this should also include polyester derivatives such as polyether esters, polyester amides or polyether ester amides. Suitable partially aromatic polyesters include linear non-chain extended polyesters (WO 92/09654). Chain-extended and / or branched partially aromatic polyesters are preferred. The latter are known from the documents mentioned at the outset, WO 96/15173 to 15176, 21689 to 21692, 25446, 25448 or WO 98/12242, to which explicit reference is made. Mixtures of different partially aromatic polyesters are also possible.
  • the particularly preferred partially aromatic polyesters include polyesters, which are essential components
  • a diol component selected from at least one C 2 to C 12 alkanediol and at least one C 5 to C 10 cycloalkanediol or mixtures thereof
  • n 2, 3 or 4 and m is an integer from 2 to 250
  • G represents a radical which is selected from the group consisting of phenylene, - (CH 2 ) q -, where q is an integer from 1 to 5, -C (R) H- and -C (R) HCH 2 , where R is methyl or ethyl
  • At least one aminocarboxylic acid selected from the group consisting of the natural amino acids, polyamides, obtainable by polycondensation of a dicarboxylic acid with 4 to 6 C atoms and a diamine with 4 to 10 C atoms, compounds of the formulas IV a and IVb
  • R 3 represents hydrogen, d-Ce-alkyl, Cs-Cs-cycloalkyl, unsubstituted or with C 1 -C 4 -alkyl groups up to triple-substituted phenyl or tetrahydrofuryl, or mixtures of d to c6
  • the acid component A of the partially aromatic polyesters contains from 30 to 70, in particular from 40 to 60 mol% of a1 and from 30 to 70, in particular from 40 to 60 mol% of a2.
  • the aliphatic or cycloaliphatic acids and the corresponding derivatives a1 are those mentioned above.
  • Adipic acid or sebacic acid or their respective ester-forming derivatives or mixtures thereof are particularly preferably used.
  • Adipic acid or its ester-forming derivatives, such as its alkyl esters or mixtures thereof, are particularly preferably used.
  • Aromatic dicarboxylic acid a2 generally includes those with 8 to 12 carbon atoms and preferably those with 8 carbon atoms. Examples include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthoic acid and 1,5-naphthoic acid and ester-forming derivatives thereof.
  • the di-C-rC 6 alkyl esters for example dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-iso-propyl, di-n-butyl, di-isobutyl, di-t- butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl esters.
  • the anhydrides of dicarboxylic acids a2 are also suitable ester-forming derivatives.
  • aromatic dicarboxylic acids a2 with a larger number of carbon atoms, for example up to 20 carbon atoms, can also be used.
  • aromatic dicarboxylic acids or their ester-forming derivatives a2 can be used individually or as a mixture of two or more thereof.
  • Terephthalic acid or its ester-forming derivatives such as dimethylte- rephthalate.
  • the compound containing sulfonate groups is usually an alkali metal or alkaline earth metal salt of a sulfonate group-containing dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives, preferably alkali metal salts of 5-sulphoisophthalic acid or mixtures thereof, particularly preferably the sodium salt.
  • the acid component A contains from 40 to 60 mol% a1, from 40 to 60 mol% a2 and from 0 to 2 mol% a3. According to a further preferred embodiment, the acid component A contains from 40 to 59.9 mol% a1, from 40 to 59.9 mol% a2 and from 0.1 to 1 mol% a3, in particular from 40 to 59.8 mol -% a1, from 40 to 59.8 mol% a2 and from 0.2 to 0.5 mol% a3.
  • the diols B are selected from branched or linear alkane diols having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, or cycloalkane diols having 5 to 10 carbon atoms.
  • alkanediols examples include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3- diol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-isobutyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl- 1,6-hexanediol, in particular ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl glycol); Cyclopentanediol, 1,4-cyclohexanediol,
  • component A or component B can be used in excess.
  • the molar ratio of the components A to B used can be in the range from 0.4: 1 to 1.5: 1, preferably in the range from 0.6: 1 to 1.1: 1.
  • the polyesters on which the molding compositions according to the invention are based can contain further components.
  • the molecular weight (M n ) of the polyethylene glycol is generally chosen in the range from 250 to 8000, preferably from 600 to 3000 g / mol.
  • the diols B and 0.2 to 85 for example from 15 to 98, preferably 60 to 99.5 mol% of the diols B and 0.2 to 85, preferably 0.5 to 30 mol% of the dihydroxy compounds d, based on the molar amount of B and d, can be used for the production of the partially aromatic polyesters.
  • the hydroxycarboxylic acid c2) used is: glycolic acid, D-, L-, D-, L-lactic acid, 6-hydroxyhexanoic acid, their cyclic derivatives such as glycolide (1, 4-dioxane-2,5-dione) , D-, L-dilactide (3,6-dimethyl-1, 4-dioxane-2,5-dione), p-hydroxybenzoic acid and their oligomers and polymers such as 3-polyhydroxybutyric acid, polyhydroxyvaleric acid, polylactide (for example as EcoPLA ® (Carrill)) as well as a mixture of 3-polyhydroxybutyric acid and polyhydroxyvaleric acid (the latter is available under the name Biopol ® from Zeneca), particularly preferably the low molecular weight and cyclic derivatives thereof for the production of partially aromatic polyester.
  • glycolide (1, 4-dioxane-2,5-dione) D-, L-dilactide (3,
  • the hydroxycarboxylic acids can be used, for example, in amounts of from 0.01 to 50, preferably from 0.1 to 40,% by weight, based on the amount of A and B.
  • Amino-C 2 -C 12 -alkanol or amino-C 5 -C 10 -cycloalkanol (component c3), which should also include 4-aminomethylcyclohexane-methanol, are preferably amino-C 2 -C 6 -alkanols such as 2-aminoethanol , 3-aminopropanol, 4-aminobutanol, 5-aminopentanol, 6-aminohexanol and amino-C 5 -C 6 -cyloalkanols such as aminocyclopentanol and aminocyclohexanol or mixtures thereof.
  • the diamino-d-Cs-alkane (component c4) is preferably a diamino-C 4 -C 6 -alkane such as 1,4-diminobutane, 1,5-diaminopentane and 1,6-diaminohexane (hexamethylene diamine, "HMD ").
  • from 0.5 to 99.5 mol%, preferably 0.5 to 50 mol%, c3, based on the molar amount of B, and from 0 to 50, preferably from 0 to 35 mol% , c4, based on the molar amount of B, can be used for the production of the partially aromatic polyesters.
  • the 2,2'-bisoxazolines c5 of the general formula III are generally obtainable by the process from Angew. Chem. Int. Edit, Vol. 11 (1972), pp. 287-288.
  • bisoxazolines are 2,2'-bis (2-oxazolinyl), bis (2-oxazolinyl) methane, 1,2-bis (2-oxazolinyl) ethane, 1,3-bis (2-oxazolinyl) propane or 1 , 4-bis (2-oxazolinyl) butane, in particular 1,4-bis (2-oxazolinyl) benzene, 1,2-bis (2-oxazolinyl) benzene or 1,3-bis (2-oxazolinyl) benzene.
  • the partially aromatic polyesters for example from 70 to 98 mol% of B, up to 30 mol% of c3 and 0.5 to 30 mol% of c4 and 0.5 to 30 mol% of c5, in each case based on the sum of the molar amounts of components B, c3, c4 and c5 can be used. According to another preferred embodiment, it is possible to use from 0.1 to 5, preferably 0.2 to 4% by weight of c5, based on the total weight of A and B.
  • Natural aminocarboxylic acids can be used as component c6. These include valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, phenylalanine, tryptophan, lysine, alanine, arginine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glycine, histidine, proline, serine, tryosine, asparagine or glutamine.
  • Preferred aminocarboxylic acids of the general formulas IVa and IVb are those in which s is an integer from 1 to 1000 and t is an integer from 1 to 4, preferably 1 or 2 and T is selected from the group consisting of phenylene and - (CH 2 ) U -, where u is 1, 5 or 12.
  • c6 can also be a polyoxazoline of the general formula V.
  • C6 can also be a mixture of different aminocarboxylic acids and / or polyoxazolines.
  • c6 can be used in amounts of from 0.01 to 50, preferably from 0.1 to 40,% by weight, based on the total amount of components A and B.
  • Compounds d1 which contain at least three groups capable of ester formation are further components which can optionally be used for the production of the partially aromatic polyesters.
  • the compounds d1 preferably contain three to ten functional groups which are capable of forming ester bonds.
  • Particularly preferred compounds d1 have three to six functional groups of this type in the molecule, in particular three to six hydroxyl groups and / or carboxyl groups. Examples include:
  • Tartaric acid citric acid, malic acid; Trimethylolpropane, trimethylolethane; pentaerythritol; polyether triols; glycerol;
  • trimesic Trimellitic acid, anhydride; Pyromellitic acid, dianhydride and hydroxyisophthalic acid.
  • the compounds d1 are generally used in amounts of 0.01 to 15, preferably 0.05 to 10, particularly preferably 0.1 to 4 mol%, based on component A.
  • Aromatic or aliphatic diisocyanates can be used. However, higher functional isocyanates can also be used.
  • an aromatic diisocyanate d2 includes above all
  • Toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, naphthylene-1, 5-diisocyanate or xylylene diisocyanate are understood.
  • 2,2'-, 2,4'- and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are particularly preferred as component d2.
  • the latter diisocyanates are generally used as a mixture.
  • Tri (4-isocyanophenyl) methane is also suitable as the three-core isocyanate d2.
  • the multinuclear aromatic diisocyanates are obtained, for example, in the production of mononuclear or dinuclear diisocyanates.
  • component d2 can also contain urethione groups, for example for capping the isocyanate groups.
  • an aliphatic diisocyanate d2 is primarily linear or branched alkylene diisocyanates or cycloalkylene diisocyanates having 2 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, e.g. 1, 6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or methylene bis (4-isocyanatocyclohexane) understood.
  • Particularly preferred aliphatic diisocyanates d2 are 1,6-hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate.
  • Preferred isocyanurates include aliphatic isocyanurates derived from alkylene diisocyanates or cycloalkylene diisocyanates having 2 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, e.g. Isophorone diisocyanate or methylene bis (4-isocyanatocyclohexane).
  • the alkylene diisocyanates can be linear or branched.
  • component d2 is used in amounts of 0.01 to 5, preferably 0.05 to 4 mol%, particularly preferably 0.1 to 4 mol%, based on the sum of the molar amounts of A and B.
  • divinyl ether d3 all customary and commercially available divinyl ethers can be used as the divinyl ether d3.
  • 1,4-butanediol divinyl ether, 1,6-hexanediol divinyl ether or 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether or mixtures thereof are preferably used.
  • the divinyl ethers are preferably used in amounts of from 0.01 to 5, in particular from 0.2 to 4,% by weight, based on the total weight of A and B.
  • Examples of preferred partially aromatic polyesters are based on the following components
  • partially aromatic polyesters based on A, B, d1 or A, B, d2 or on A, B, d1, d2 are particularly preferred.
  • the partially aromatic polyesters are based on A, B, c3, c4, c5 or A, B, d1, c3, c5.
  • the partially aromatic polyesters mentioned are generally biodegradable.
  • biodegradable means that the definition given in DIN V 54900 of biodegradability is met.
  • biodegradability means that the polyesters disintegrate in a reasonable and detectable period of time.
  • the breakdown can take place hydrolytically and / or oxidatively and can be mainly caused by the action of microorganisms such as bacteria, yeasts, fungi and algae.
  • Biodegradability can be determined, for example, by mixing polyester with compost and storing it for a certain time. According to ASTM D 5338, ASTM D 6400 and DIN V 54900, CO 2 -free air is allowed to flow through, for example, matured compost during composting and is subjected to a defined temperature program.
  • the biodegradability is calculated as the ratio of the net CO 2 release of the sample (after deduction of the CO 2 release by Compost without sample) to the maximum CO 2 release of the sample (calculated from the carbon content of the sample) biodegradability defined.
  • Biodegradable polyesters usually show clear signs of degradation such as fungal growth, cracking and pitting after just a few days of composting.
  • the production of the partially aromatic polyesters is known per se or can be carried out according to methods known per se.
  • the preferred partially aromatic polyesters are characterized by a molecular weight (M n ) in the range from 1000 to 100000, in particular in the range from 9000 to 75000 g / mol, preferably in the range from 10000 to 50,000 g / mol and a melting point in the range from 60 to 170 , preferably in the range from 80 to 150 ° C.
  • M n molecular weight
  • the aliphatic and / or partially aromatic polyesters mentioned can have hydroxyl and / or carboxyl end groups in any ratio.
  • the aliphatic and / or partially aromatic polyesters mentioned can also be end group-modified be decorated.
  • OH end groups can be acid-modified by reaction with phthalic acid, phthalic anhydride, trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic acid or pyromellitic anhydride.
  • thermoplastic molding compositions Generally known as components ii) of the thermoplastic molding compositions are polyesters based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds.
  • a first group of preferred polyesters ii) are polyalkylene terephthalates, in particular with 2 to 10 carbon atoms in the alcohol part.
  • Such polyalkylene terephthalates are known per se and are described in the literature. They contain an aromatic ring in the main chain, which comes from the aromatic dicarboxylic acid.
  • the aromatic ring can also be substituted, for example by halogen such as chlorine and bromine or by C 1 -C 4 -alkyl groups such as methyl, ethyl, i- or n-propyl and n-, i- or t- butyl groups.
  • polyalkylene terephthalates can be prepared in a manner known per se by reacting aromatic dicarboxylic acids, their esters or other ester-forming derivatives with aliphatic dihydroxy compounds.
  • Preferred dicarboxylic acids are 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, terephthalic acid and isophthalic acid or mixtures thereof.
  • Up to 20 mol%, preferably not more than 10 mol%, of the aromatic dicarboxylic acids can be replaced by aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acids and cyclohexanedicarboxylic acids.
  • diols having 2 to 6 carbon atoms in particular 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1 , 4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol or mixtures thereof are preferred.
  • polyesters ii) are polyalkylene terephthalates which are derived from alkanediols having 2 to 6 carbon atoms.
  • polyalkylene terephthalates which are derived from alkanediols having 2 to 6 carbon atoms.
  • PET and / or PBT which can also contain up to 1% by weight of 1,6-hexanediol and / or 2-methyl-1,5-pentanediol as further monomer units.
  • the viscosity number of the polyesters suitable as component ii) is generally in the range from 50 to 220 ml / g, preferably from 80 to 160 ml / g (measured in a 0.5% strength by weight solution in a phenol / o-dichlorobenzene mixture (Weight ratio 1: 1 at 25 ° C) according to EN ISO 1628-1.
  • PET recyclates also called scrap PET
  • PBT polyalkylene terephthalates
  • post industrial recyclate this is production waste from polycondensation or processing e.g. Sprues in injection molding processing, approach goods in injection molding processing or extrusion or edge sections of extruded sheets or foils.
  • Post consumer recyclate these are plastic items that are collected and processed by the end consumer after use.
  • the most dominant item in terms of quantity are blow-molded PET bottles for mineral water, soft drinks and juices.
  • Both types of recyclate can either be in the form of regrind or in the form of granules. In the latter case, the pipe cyclates are melted and granulated in an extruder after separation and cleaning. This usually facilitates handling, flowability and meterability for further processing steps.
  • Recyclates both granulated and in the form of regrind, can be used, the maximum edge length being 6 mm, preferably less than 5 mm.
  • the residual moisture content after drying is preferably ⁇ 0.2%, in particular ⁇ 0.05%.
  • Aromatic dicarboxylic acids which are suitable are the compounds already described for the polyalkylene terephthalates. Mixtures of 5 to 100 mol% isophthalic acid and 0 to 95 mol% terephthalic acid, in particular mixtures of approximately 80% terephthalic acid with 20% isophthalic acid to approximately equivalent mixtures of these two acids, are preferably used for fully aromatic polyesters.
  • the aromatic dihydroxy compounds preferably have the general formula (VI)
  • Z represents an alkylene or cycloalkylene group with up to 8 C atoms, an arylene group with up to 12 C atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen or sulfur atom or a chemical bond, and in which m 'represents Has value 0 to 2.
  • the compounds can also carry C 1 -C 6 alkyl or alkoxy groups and fluorine, chlorine or bromine as substituents on the phenylene groups.
  • Resorcinol and hydroquinone and their core alkylated or nuclear halogenated derivatives are included in the composition.
  • polyalkylene terephthalates and fully aromatic polyesters as component ii). These generally contain 20 to 98% by weight of the polyalkylene terephthalate and 2 to 80% by weight of the fully aromatic polyester.
  • polyester block copolymers such as copolyether esters can also be used as component ii).
  • Products of this type are known per se and are described in the literature, for example in US Pat. No. 3,651,014.
  • Corresponding products are also commercially available, for example Hytrel ® (DuPont).
  • polyester ii) should also be understood to mean polycarbonates.
  • Suitable polycarbonates are, for example, those based on diphenols of the general formula (VII)
  • Q is a single bond, a C, ⁇ to C 8 alkylene, a C ⁇ - to C 3 alkylidene, a C 3 - to C 6 -cycloalkylidene group, a C 6 - to C 12 -arylene group and -O- , -S- or -SOz- means and n 'is an integer from 0 to 2.
  • the diphenols may also have substituents such as C 6 to C alkyl or C1 to C6 alkoxy to the phenylene radicals.
  • Preferred diphenols of the formula VII are, for example, hydroquinone, resorcinol, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) 2-methylbutane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane.
  • 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5- are particularly preferred. trimethylcyclohexane.
  • both homopolycarbonates and copolycarbonates are suitable as component ii); in addition to the bisphenol A homopolymer, the copolycarbonates of bisphenol A are preferred.
  • the suitable polycarbonates can be branched in a known manner, preferably by incorporating 0.05 to 2.0 mol%, based on the sum of the diphenols used, of at least trifunctional compounds, for example those having three or more than three phenolic compounds OH groups.
  • Polycarbonates have proven to be particularly suitable which have relative viscosities ⁇ re ⁇ of 1.10 to 1.50, in particular of 1.25 to 1.40. This corresponds to average molecular weights M w (weight average) of 10,000 to 200,000, preferably from 20,000 to 80,000 g / mol.
  • the diphenols of the general formula VII are known per se or can be prepared by known processes.
  • the polycarbonates can be prepared, for example, by reacting the diphenols with phosgene by the interfacial process or with phosgene by the process in a homogeneous phase (the so-called pyridine process), the molecular weight to be set in each case being achieved in a known manner by a corresponding amount of known chain terminators.
  • phosgene by the interfacial process or with phosgene by the process in a homogeneous phase
  • pyridine process a homogeneous phase
  • Suitable chain terminators are, for example, phenol, p-t-butylphenol but also long-chain alkylphenols such as 4- (1,3-tetramethylbutyl) phenol, according to
  • Amorphous polyester carbonates may be mentioned as further suitable components ii), with phosgene being replaced by aromatic dicarboxylic acid units such as isophthalic acid and / or terephthalic acid units during production.
  • aromatic dicarboxylic acid units such as isophthalic acid and / or terephthalic acid units during production.
  • EP-A 711 810 Further suitable copolycarbonates with cycloalkyl radicals as monomer units are described in EP-A 365916.
  • Bisphenol A can also be replaced by Bisphenol TMC.
  • Such polycarbonates are available under the trademark APEC HT ® from Bayer AG.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention usually contain from 0.1 to 50% by weight, preferably from 5 to 40% by weight, particularly preferably from 10 to 20% by weight of component i) and from 50 to 99.9% by weight. %, preferably from 60 to 95% by weight, particularly preferably from 80 to 90% by weight, of component ii), the percentages by weight in each case relating to the total weight of components i) to ii).
  • thermoplastic molding compositions according to the invention can contain additives iii) which are incorporated during the polymerization process of components i) and / or ii) in any stage or subsequently, for example into a melt of the polyester, or during the mixing of components i) and ii) can.
  • additives iii) which are incorporated during the polymerization process of components i) and / or ii) in any stage or subsequently, for example into a melt of the polyester, or during the mixing of components i) and ii) can.
  • Stabilizers, neutralizing agents, lubricants and release agents, anti-blocking agents, dyes or fillers are mentioned as examples.
  • additives Based on the total weight of components i) and ii), from 0 to 80% by weight of additives can be added.
  • Suitable additives are, for example, fillers, stabilizers or lubricants and mold release agents. Such additives are e.g. described in detail in Kunststoff-Handbuch, Vol. 3/1, Carl Hanser Verlag, Kunststoff, 1992, pp. 24 to 28.
  • fillers are particulate substances such as calcium carbonate, clay minerals, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, carbon black, lignin powder, iron oxide, which can also act as coloring constituents, and fiber materials, e.g. Cellulose fibers, sisal and hemp fibers.
  • the proportion of fillers is generally not more than 40% by weight, based on the total weight of the molding composition according to the invention, in particular not more than 20% by weight.
  • Stabilizers are, for example, tocopherol (vitamin E), organic phosphorus compounds, mono-, di- and polyphenols, hydroquinones, diarylamines, thioethers, melamine or urea.
  • Talc, chalk, mica or silicon oxides can be used as antiblocking agents.
  • Lubricants and mold release agents are generally substances based on hydrocarbons, fatty alcohols, higher carboxylic acids, metal salts of higher carboxylic acids such as calcium or zinc stearate, fatty acid amides such as erucic acid amide and wax types, for example paraffin waxes, beeswax, montan waxes and the like.
  • Preferred release agents are erucic acid amide and / or wax types and particularly preferred preferably combinations of these two types of release agents.
  • Preferred wax types are beeswaxes and ester waxes, in particular glycerol monostearate.
  • the molding compositions according to the invention are particularly preferably equipped with 0.05 to 2.0% by weight erucic acid amide or 0.1 to 2.0% by weight wax types, in each case based on the plastic content of the molding compositions.
  • the molding compositions according to the invention can be produced from the individual components by known processes.
  • the polyesters which can be used according to the invention as component i) can be introduced into component ii) by various methods.
  • the polyesters i) can be combined with one or more of the monomer components for the preparation of the polyesters ii), e.g. the dicarboxylic acids and / or diols can be admixed during the preparation of component ii).
  • the polyesters i) can be incorporated into the melt of the fully reacted polyesters ii).
  • Component i) can also be introduced into the polyester ii) previously prepared by known processes and with the aid of known mixing devices (see, for example, Saechtling, Kunststoff-Taschenbuch, Hanser Verlag, Kunststoff, Vienna, edition 26, 1995, pages 191 to 246).
  • Component i) can, for example with the help of a screw machine, e.g. of an extruder, either in pure form or as a so-called "masterbatch", are mixed in component ii).
  • these masterbatches are special molding compositions in which the required additives or additives, for example also component i), are embedded in a matrix of, for example, thermoplastic polymer, for example component ii), but the additive content compared to usual additive molding compositions is significantly higher, for example in the range from 10 to 70% by weight.
  • Components i) and ii) can also be produced independently of one another and, for example, in granulate form either separately from one another or after prior mixing of the granules by known processes using known mixing and processing devices directly to give blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or Fibers are processed.
  • the molding compositions according to the invention are only produced in the tool used, for example, for fiber production.
  • the thermoplastic molding compositions according to the invention are particularly suitable for the production of blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers.
  • the preparation can be carried out according to methods known to the person skilled in the art.
  • a particular field of application of the molding compositions according to the invention relates to the use for the production of bristles, in particular those bristles which are used for the production of brushes, paint brushes, cosmetic brushes, brooms, brushes and, particularly preferably, toothbrushes.
  • Another particular field of application of the molding compositions according to the invention relates to the use for the production of filaments, monofilaments or fibers, in particular those filaments, monofilaments or fibers which are used for the production of filters, ribbons, braids, twists or fabrics.
  • the diameter of the bristles, filaments, monofilaments or fibers that can be produced from the molding compositions according to the invention can generally be varied within a wide range and is, for example, in the range from 0.05 to 4.0 mm, preferably from 0.1 to 1.5 mm.
  • the diameter of the toothbrush bristles that can be produced from the molding compositions according to the invention is generally in the range from 0.1 to 0.9 mm, preferably from 0.15 to 0.25 mm.
  • the length of the bristles, filaments, monofilaments or fibers that can be produced from the molding compositions according to the invention is not essential to the invention and can be varied within wide ranges.
  • thermoplastic molding compositions are made available from which blends, molded parts, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers can be produced, which have a bending stiffness that can be specifically set and is more independent of the water content than the blends, molded parts that can be produced from known molding compositions , Foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers.
  • the molecular weight M n of the polymers was determined as follows: 15 mg of the polymers were dissolved in 10 ml of hexafluoroisopropanol (HFIP). In each case 125 ⁇ l of this solution were analyzed by means of gel permeation chromatography (GPC). The measurements were carried out at room temperature. HFIP + 0.05% by weight trifluoroacetic acid Ka salt was used for the elution. The elution rate speed was 0.5 ml / min.
  • the melting temperatures of the polymers were determined by DSC measurements using an Exstet DSC 6200R from Seiko:
  • the bending stiffness of the monofilaments was determined as follows:
  • the bristle samples were stored in this constant climate for 14 days before the measurement.
  • the bristle samples were stored in demineralized water at (20 ⁇ 2) C C for 14 days before the measurement. Immediately before the measurement, the surface moisture was removed with a soft cloth.
  • the diameter of the bristle samples was measured on 10 pieces using a thickness measuring device (measuring range 0-10 mm; measuring accuracy 0.001 mm). For this, the bristle pattern to be measured was placed under the stamp of the thickness measuring device and rotated on one side around the longitudinal axis. The lowest and the highest diameter values were read from the device display and noted. This procedure was repeated for each piece of bristle, so that 20 values (10 min. And 10 max.) held. The mean value was then calculated from these 20 values.
  • the stiffness of 10 test pieces each of the bristle patterns was determined in accordance with DIN 53121 (determination of the bending stiffness according to the beam method, testing of paper, cardboard and cardboard) or ISO 2493 (paper and board - determination of resistance to bending) measured in cN.
  • DIN 53121 determination of the bending stiffness according to the beam method, testing of paper, cardboard and cardboard
  • ISO 2493 paper and board - determination of resistance to bending
  • 50 mm long bristle patterns were clamped in the jaws, the force measuring sensor was placed and adjusted at a distance of 1 mm from the clamp.
  • the bristle was bent to an angle of 30 ° and back to 0 ° at constant speed and the maximum force F in cN was measured.
  • the polyester Pi-1 thus obtained had a melting temperature of 119 ° C. and a molecular weight (M n ) of 23,000 g / mol.
  • P-ii-1 Polybutylene terephthalate (PBT) Ultradur B4500 ® from BASF Aktiengesellschaft with a density of 1.3 g / cm 3 (measured according to ISO 1183) and a viscosity number of 130 ml / g (VN measured in 0.05 wt. -% solution of phenol / o-dichlorobenzene, 1: 1 mixture, at 23 ° C according to ISO 307).
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • P-V-1 A polyamide made from hexamethylene diamine and dodecanedioic acid (PA 6.12).
  • the starting materials listed in Table 1 were mixed in granular form in a tumble mixer at room temperature for 10 minutes, and further processed into monofilaments as described below.
  • a melt was produced at 240 to 260 ° C in a 45 mm extruder with a length / diameter ratio of 26, at 260 ° C with a 20cm3 gear pump dispensed through a 40-hole nozzle (hole diameter 0.7 mm) and cooled by a water bath at 55 ° C for F-1 and F-V1, or 20 ° C for F-V2.
  • the drawing of the 40 filaments was first carried out in hot air at 180 ° C. to a factor of 3.1 and then in hot air at 210 ° C. to a factor of 4.7 in total. The filaments were subsequently relaxed at 210 ° C. shrunk back so that after relaxation there was a stretching by a factor of 4.3.
  • the filaments were wound on reels, bundled in strands and cut into 1.5 m long bristle bundles.
  • the monofilaments had the bending stiffness shown in Table 2.

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Abstract

The invention relates to thermoplastic moulding materials containing: between 0.1 and 50 wt. %, (in relation to the total weight of the components i) to ii)), of at least one aliphatic polyester or a polyester based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and an aliphatic dihydroxy compound; ii) between 50 and 99.9 wt. %, (in relation to the total weight of the components i) to ii)) of at least one polyester based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds; and iii) in addition between 0 and 80 wt. %, (in relation to the total weight of the components i) and ii)) of conventional additives. The invention also relates to a method for producing thermoplastic moulding materials, to the use of thermoplastic moulding materials for producing blends, moulded parts, films, bristles, filaments, monofilaments, or fibres in addition to blends, moulded parts, films, bristles, filaments, monofilaments, or fibres containing thermoplastic moulding materials. The invention further relates to brushes, paintbrushes, cosmetic brushes, brooms, scrubbing brushes or toothbrushes comprising bristles, obtained from the thermoplastic materials and to filters, webs, braided fabric, yarns or textile fabric comprising filaments, monofilaments or fibres, obtained from said thermoplastic materials. The invention also relates to the use of aliphatic polyesters or polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and an aliphatic dihydroxy compound for improving the flexural rigidity of polyesters based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds.

Description

Polyestermischungen mit verbesserter BiegesteifigkeitPolyester blends with improved bending stiffness
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen, enthaltendThe present invention relates to thermoplastic molding compositions containing
i) 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) bis ii), mindestens eines aliphatischen Polyesters oder eines Polyesters auf Basis von aliphatischen und aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen Dihydroxyverbindung undi) 0.1 to 50 wt .-%, based on the total weight of components i) to ii), of at least one aliphatic polyester or a polyester based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compound and
ii) 50 bis 99,9 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) bis ii) mindestens eines Polyesters auf Basis von aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen oder aromatischen Dihydroxyverbindung undii) 50 to 99.9% by weight, based on the total weight of components i) to ii) of at least one polyester based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compound and
iii) darüber hinaus 0 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) und ii), üblicher Zusatzstoffe.iii) moreover 0 to 80% by weight, based on the total weight of components i) and ii), of conventional additives.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Formmassen, die Verwendung von thermoplastischen Formmassen zur Herstellung von Blends, Formteilen, Folien, Borsten, Filamenten, Monofilen oder Fasern sowie Blends, Formteile, Folien, Borsten, Filamente, Monofile oder Fasern enthaltend thermoplastische Formmassen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Pinsel, Farb- pinsel, Kosmetikpinsel, Besen, Bürsten oder Zahnbürsten umfassend Borsten, erhältlich aus den thermoplastischen Formmassen, sowie Filter, Bänder, Geflechte, Zwirne oder Gewebe, umfassend Filamente, Monofile oder Fasern, erhältlich aus den thermoplastischen Formmassen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von aliphatischen Polyestern oder Polyestern auf Basis von aliphatischen und aroma- tischen Dicarbonsauren und aliphatischen Dihydroxyverbindung zur Verbesserung der Biegesteifigkeit von Polyestern auf Basis von aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen oder aromatischen Dihydroxyverbindungen.Furthermore, the present invention relates to processes for the production of thermoplastic molding compositions, the use of thermoplastic molding compositions for the production of blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers, and blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers containing thermoplastic molding compositions. Furthermore, the present invention relates to brushes, color brushes, cosmetic brushes, brooms, brushes or toothbrushes, including bristles, obtainable from the thermoplastic molding compositions, and also filters, tapes, braids, threads or fabrics, including filaments, monofilaments or fibers, obtainable from the thermoplastic molding compositions , Furthermore, the present invention relates to the use of aliphatic polyesters or polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compounds to improve the bending stiffness of polyesters based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds.
Thermoplastische Formmassen zur Herstellung von beispielsweise Formteilen, Folien oder Fasern für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete sind bekannt. Je nach gewünschtem Anwendungsgebiet können die Eigenschaften dieser Formmassen durch die Wahl unterschiedlicher Polymerer oder geeigneter Zusatzstoffe in weiten Bereichen variiert werden. So ist es beispielsweise wünschenswert, aus thermoplastischen Formmassen Blends, Formteile, Folien, Borsten, Filamente, Monofile oder Fasern herzustellen, deren Biegesteifigkeit im Hinblick auf die gewünschte Anwendung sowohl gezielt einstellbar ist als auch unter sich ändernden Parametern während der gewünschten Anwendung mög- liehst konstant bleibt.Thermoplastic molding compositions for the production of, for example, molded parts, films or fibers for a very wide variety of applications are known. Depending on the desired field of application, the properties of these molding compositions can be varied within a wide range by selecting different polymers or suitable additives. For example, it is desirable to produce blends, molded parts, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers from thermoplastic molding materials, the bending stiffness of which can be adjusted in a targeted manner with regard to the desired application and is as constant as possible under changing parameters during the desired application remains.
So werden zum Beispiel zur Herstellung von Zahnbürstenborsten, beispielsweise solchen, die von der Firma DuPont unter der Marke Tynex® vertrieben werden, Formmassen auf Basis von Polyamiden aus Hexamethylendiamin und Dodecandisäure, soge- nanntem PA 6.12, eingesetzt. Die aus solchen Formmassen hergestellten Borsten zeigen aber eine starke Abhängigkeit der Biegesteifigkeit von der während der Anwendung aufgenommenen Wassermenge.For example, for the manufacture of toothbrush bristles, for example those sold by the DuPont company under the Tynex ® brand, molding compositions based on polyamides made from hexamethylene diamine and dodecanedioic acid, so-called PA 6.12, are used. However, the bristles produced from such molding compositions show a strong dependence of the bending stiffness on the amount of water absorbed during use.
Ebenfalls zur Herstellung von Zahnbürstenborsten eingesetzte Formmassen auf Basis von Polybutylenterephthalat besitzen zwar eine vom Wassergehalt nahezu unabhäng- ige Biegesteifigkeit, allerdings ist diese unerwünscht hoch; das heißt, die Borsten sind steifer als Borsten aus PA 6.12.Molding compositions based on polybutylene terephthalate, which are likewise used for the production of toothbrush bristles, have a bending stiffness which is almost independent of the water content, but this is undesirably high; that is, the bristles are stiffer than bristles from PA 6.12.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, thermoplastische Formmassen bereitzustellen, aus denen Blends, Formteile, Folien, Borsten, Filamente, Mo- nofile oder Fasern herstellbar sind, die eine gezielt einstellbare und vom Wassergehalt unabhängigere Biegesteifigkeit aufweisen, als die aus bekannten Formmassen herstellbaren Blends, Formteile, Folien, Borsten, Filamente, Monofile oder Fasern.The present invention is therefore based on the object of providing thermoplastic molding compositions from which blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofils or fibers can be produced, which have a bending stiffness which can be set in a targeted manner and is more independent of the water content than those which can be produced from known molding compositions Blends, molded parts, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers.
Diese Aufgabe wird von den eingangs definierten thermoplastischen Formmassen, die im folgenden näher beschrieben sind, erfüllt.This object is achieved by the thermoplastic molding compositions defined at the outset, which are described in more detail below.
Prinzipiell kommen für die Herstellung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen als Komponente i) alle aliphatischen Homo- und Copolyester sowie alle Polyester auf Basis von aliphatischen und aromatischen Dicarbonsauren und aliphati- sehen Dihydroxyverbindung in Betracht. Selbstverständlich sind auch Mischungen mehrerer solcher Polyester als Komponente i) geeignet.In principle, all aliphatic homo- and copolyesters and all polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compound can be considered as component i) for the production of the thermoplastic molding compositions according to the invention. Mixtures of several such polyesters are of course also suitable as component i).
Beispiele geeigneter aliphatischer Polyester i), aus denen die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen erhältlich sind, sind Homopolymere aliphatischer Hydroxycarbonsäuren, beispielsweise Polylactide, oder Lactone, aber auch Copolyme- re oder Blockcopolymere unterschiedlicher Hydroxycarbonsäuren oder Lactonen oder deren Mischungen. Diese aliphatischen Polyester können daneben als Bausteine Diole und/oder Isocyanate enthalten. Darüber hinaus können die aliphatischen Polyester auch Bausteine enthalten, die sich von tri- oder mehrfunktionellen Verbindungen wie Epoxiden, Säuren oder Triolen ableiten. Letztere Bausteine können einzeln oder es können mehrere davon oder auch zusammen mit den Diolen und/oder Isocyanaten in den aliphatischen Polyestern enthalten sein.Examples of suitable aliphatic polyesters i) from which the thermoplastic molding compositions according to the invention can be obtained are homopolymers of aliphatic hydroxycarboxylic acids, for example polylactides, or lactones, but also copolymers or block copolymers of different hydroxycarboxylic acids or lactones or mixtures thereof. These aliphatic polyesters can also contain diols and / or isocyanates as building blocks. In addition, the aliphatic polyesters can also contain building blocks which are derived from trifunctional or multifunctional compounds such as epoxides, acids or triols. The latter building blocks can be used individually or there several of them or together with the diols and / or isocyanates can be contained in the aliphatic polyesters.
Verfahren zur Herstellung aliphatischer Polyester sind dem Fachmann bekannt. Die aliphatischen Polyester weisen im allgemeinen Molekulargewichte Mn im Bereich von 1 000 bis 100000 g/mol auf.Methods for producing aliphatic polyesters are known to the person skilled in the art. The aliphatic polyesters generally have molecular weights Mn in the range from 1,000 to 100,000 g / mol.
Zu den besonders bevorzugten aliphatischen Polyestern zählt Polycaprolacton.Polycaprolactone is one of the particularly preferred aliphatic polyesters.
Poly-3-hydroxybutansäureester und Copolymere der 3-Hydroxybutansäure oder deren Mischungen mit der4-Hydroxybutansäure und der 3-Hydroxyvaleriansäure, insbesondere einem Gewichtsanteil von bis zu 30, bevorzugt bis zu 20 Gew.-% der letztgenannten Säure, sind besonders bevorzugte aliphatische Polyester. Zu den geeigneten Polymeren dieses Typs zählen auch die mit R-stereospezifischer Konfiguration wie sie aus der WO 96/09402 bekannt sind. Polyhydroxybutansäureester oder deren Copolymeren können mikrobiell hergestellt werden. Verfahren zur Herstellung aus verschiedenen Bakterien und Pilzen sind z.B. den Nachr. Chem Tech. Lab. 39, 1112 - 1124 (1991) zu entnehmen, ein Verfahren zur Herstellung stereospezifischer Polymerer ist aus der WO 96/09402 bekannt.Poly-3-hydroxybutanoic acid esters and copolymers of 3-hydroxybutanoic acid or their mixtures with 4-hydroxybutanoic acid and 3-hydroxyvaleric acid, in particular up to 30% by weight, preferably up to 20% by weight, of the latter acid are particularly preferred aliphatic polyesters. Suitable polymers of this type also include those with an R-stereospecific configuration, as are known from WO 96/09402. Polyhydroxybutanoic acid esters or their copolymers can be produced microbially. Methods for the production from various bacteria and fungi are e.g. Chem Tech. Lab. 39, 1112-1124 (1991), a method for producing stereospecific polymers is known from WO 96/09402.
Des weiteren können auch Blockcopolymere aus den genannten Hydroxycarbonsäuren oder Lactonen, deren Mischungen, Oligomeren oder Polymeren eingesetzt werden.Furthermore, block copolymers of the hydroxycarboxylic acids or lactones mentioned, their mixtures, oligomers or polymers can also be used.
Weitere aliphatische Polyester, sind solche, die aus aliphatischen oder cycloaliphati- sehen Dicarbonsauren oder deren Mischungen und aliphatischen oder cycloaliphati- schen Diolen oder deren Mischungen aufgebaut sind. Erfindungsgemäß können sowohl statistische als auch Blockcopolymere verwendet werden.Further aliphatic polyesters are those which are composed of aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids or their mixtures and aliphatic or cycloaliphatic diols or their mixtures. According to the invention, both statistical and block copolymers can be used.
Die erfindungsgemäß geeigneten aliphatischen Dicarbonsauren haben im allgemeinen 2 bis 10 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatome. Sie können sowohl linear als auch verzweigt sein. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren cycloaliphatischen Dicarbonsauren sind in der Regel solche mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen und insbesondere solche mit 8 Kohlenstoffatomen. Prinzipiell können jedoch auch Dicarbonsauren mit einer größeren Anzahl an Kohlenstoffatomen, beispiels- weise mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, eingesetzt werden.The aliphatic dicarboxylic acids suitable according to the invention generally have 2 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms. They can be both linear and branched. The cycloaliphatic dicarboxylic acids which can be used in the context of the present invention are generally those having 7 to 10 carbon atoms and in particular those having 8 carbon atoms. In principle, however, dicarboxylic acids with a larger number of carbon atoms, for example with up to 30 carbon atoms, can also be used.
Beispielhaft zu nennen sind: Malonsäure, Bemsteinsäure, Glutarsäure, 2-Methylglutar- säure, 3-Methylglutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Acelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, 2,2-Dimethylglutarsäure, Suberinsäure, 1 ,3-Cyclopentandicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 1 ,3-Cyclohexandicarbonsäure, Diglykolsäure, Itacon- säure, Maleinsäure und 2,5-Norbornandicarbonsäure, worunter Adipinsäure bevorzugt ist.Examples include: malonic acid, succinic acid, glutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, adipic acid, pimelic acid, acelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, suberic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid , 1, 3-Cyclohexanedicarboxylic acid, diglycolic acid, itacon acid, maleic acid and 2,5-norbornane dicarboxylic acid, among which adipic acid is preferred.
Als esterbildende Derivate der oben genannten aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsauren, die ebenso verwendbar sind, sind insbesondere die Di-C,- bis C6- Alkylester, wie Dimethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl, Di-isopropyl, Di-n-butyl, Di-iso-butyl, Di-t-butyl, Di-n-pentyl-, Di-iso-pentyl oder Di-n-hexylester zu nennen. Anhydride der Dicarbonsauren können ebenfalls eingesetzt werden.The ester-forming derivatives of the abovementioned aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids, which can also be used, are in particular the di-C 1 -C 6 -alkyl esters, such as dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-isopropyl, di-n -butyl, di-iso-butyl, di-t-butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl esters. Anhydrides of the dicarboxylic acids can also be used.
Dabei können die Dicarbonsauren oder deren esterbildenden Derivate, einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden.The dicarboxylic acids or their ester-forming derivatives can be used individually or as a mixture of two or more thereof.
Beispiele der in Betracht kommenden aliphatischen Polyester sind aliphatische Copo- lyester wie sie in der WO 94/14870 beschrieben sind, insbesondere aliphatische Copo- lyester aus Bernsteinsäure, dessen Diester oder deren Mischungen mit anderen aliphatischen Säuren bzw. Diestem wie Glutarsäure und Butandiol oder Mischungen aus diesem Diol mit Ethylenglycol, Propandiol oder Hexandiol oder deren Mischungen.Examples of the suitable aliphatic polyesters are aliphatic copolyesters as described in WO 94/14870, in particular aliphatic copolyesters from succinic acid, its diesters or their mixtures with other aliphatic acids or diesters such as glutaric acid and butanediol or mixtures of this diol with ethylene glycol, propanediol or hexanediol or mixtures thereof.
Aliphatische Polyester dieser Art weisen im allgemeinen Molekulargewichte Mn im Be- reich von 1000 bis 100000 g/mol auf.Aliphatic polyesters of this type generally have molecular weights Mn in the range from 1000 to 100000 g / mol.
Ebenso können die aliphatischen Polyester statistische oder Block-Copolyester sein, die weitere Monomere enthalten. Der Anteil der weiteren Monomeren beträgt in der Regel bis zu 10 Gew.-%. Bevorzugte Comonomere sind Hydroxycarbonsäuren oder Lactone oder deren Mischungen.The aliphatic polyesters can likewise be random or block copolyesters which contain further monomers. The proportion of the other monomers is usually up to 10% by weight. Preferred comonomers are hydroxycarboxylic acids or lactones or mixtures thereof.
Selbstverständlich können auch Mischungen aus zwei oder mehr Comonomeren und/oder weiteren Bausteinen, wie Epoxiden oder mehrfunktionellen aliphatischen oder aromatischen Säuren oder mehrfunktionellen Alkoholen zur Herstellung der aliphati- sehen Polyester eingesetzt werden.Mixtures of two or more comonomers and / or further building blocks, such as epoxides or polyfunctional aliphatic or aromatic acids or polyfunctional alcohols, can of course also be used to prepare the aliphatic polyesters.
Des weiteren können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen auf teilaromatischen Polyestern, das heißt auf Polyestern auf Basis von aliphatischen und aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen Dihydroxyverbindung, als Komponen- te i) basieren. Darunter sollen erfindungsgemäß auch Polyesterderivate verstanden werden wie Polyetherester, Polyesteramide oder Polyetheresteramide. Zu den geeigneten teilaromatischen Polyestern gehören lineare nicht kettenverlängerte Polyester (WO 92/09654). Bevorzugt werden kettenverlängerte und/oder verzweigte teilaromatische Polyester. Letztere sind aus den eingangs genannten Schriften , WO 96/15173 bis 15176, 21689 bis 21692, 25446, 25448 oder der WO 98/12242, bekannt, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Mischungen unterschiedlicher teilaromatischer Polyester kommen ebenso in Betracht.Furthermore, the thermoplastic molding compositions according to the invention can be based on partially aromatic polyesters, ie on polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compound, as component i). According to the invention, this should also include polyester derivatives such as polyether esters, polyester amides or polyether ester amides. Suitable partially aromatic polyesters include linear non-chain extended polyesters (WO 92/09654). Chain-extended and / or branched partially aromatic polyesters are preferred. The latter are known from the documents mentioned at the outset, WO 96/15173 to 15176, 21689 to 21692, 25446, 25448 or WO 98/12242, to which explicit reference is made. Mixtures of different partially aromatic polyesters are also possible.
Zu den besonders bevorzugten teilaromatischen Polyestern zählen Polyester, die als wesentliche KomponentenThe particularly preferred partially aromatic polyesters include polyesters, which are essential components
A) eine Säurekomponente ausA) an acid component
a1 ) 30 bis 99 mol-% mindestens einer aliphatischen oder mindestens einer cyc- loaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate oder Mischungen davona1) 30 to 99 mol% of at least one aliphatic or at least one cycloaliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives or mixtures thereof
a2) 1 bis 70 mol-% mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildendem Derivat oder Mischungen davon unda2) 1 to 70 mol% of at least one aromatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivative or mixtures thereof and
a3) 0 bis 5 mol-% einer sulfonatgruppenhaltigen Verbindung,a3) 0 to 5 mol% of a compound containing sulfonate groups,
B) eine Diolkomponente ausgewählt aus mindestens einem C2-bis C12-Alkandiol und mindestens einem C5- bis C10-Cycloalkandiol oder Mischungen davonB) a diol component selected from at least one C 2 to C 12 alkanediol and at least one C 5 to C 10 cycloalkanediol or mixtures thereof
und gewünschtenfalls darüber hinaus eine oder mehrere Komponenten ausgewählt ausand, if desired, furthermore one or more components selected from
C) einer Komponente ausgewählt ausC) a component selected from
d) mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden Dihydroxyverbindung der Formel Id) at least one dihydroxy compound of the formula I containing ether functions
HO-[(CH2)n-O]m-H (I)HO - [(CH 2 ) n -O] m -H (I)
in der n für 2, 3 oder 4 und m für eine ganze Zahl von 2 bis 250 stehenwhere n is 2, 3 or 4 and m is an integer from 2 to 250
c2) mindestens einer Hydroxycarbonsäure oder Formel lla oder llbc2) at least one hydroxycarboxylic acid or formula IIa or IIb
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(|l ) in der p eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und r eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und G für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)q-, wobei q eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet, -C(R)H- und -C(R)HCH2, wobei R für Methyl oder Ethyl steht
Figure imgf000007_0001
( | l ) in which p is an integer from 1 to 1500 and r is an integer from 1 to 4, and G represents a radical which is selected from the group consisting of phenylene, - (CH 2 ) q -, where q is an integer from 1 to 5, -C (R) H- and -C (R) HCH 2 , where R is methyl or ethyl
c3) mindestens einem Amino-C2- bis C12-alkanol oder mindestens einem Ami- no-C5-bis do-cycloalkanol oder Mischungen davonc3) at least one amino-C 2 -C 12 -alkanol or at least one amino-C 5 -bis do-cycloalkanol or mixtures thereof
c4) mindestens einem Diamino-C bis C8-Alkanc4) at least one diamino-C to C 8 alkane
c5) mindestens einem 2,2'-Bisoxazolins der allgemeinen Formel IIIc5) at least one 2,2'-bisoxazoline of the general formula III
Figure imgf000008_0001
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wobei R1 eine Einfachbindung, eine (CH2)Z-Alkylengruppe, mit z = 2, 3 oder 4, oder eine Phenylengruppe bedeutetwhere R 1 is a single bond, a (CH 2 ) Z alkylene group, with z = 2, 3 or 4, or a phenylene group
c6) mindestens einer Aminocarbonsäure ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den natürlichen Aminosäuren, Polyamiden, erhältlich durch Polykondensation einer Dicarbonsäure mit 4 bis 6 C-Atomen und einem Diamin mit 4 bis 10 C-Atomen, Verbindungen der Formeln IV a und IVbc6) at least one aminocarboxylic acid selected from the group consisting of the natural amino acids, polyamides, obtainable by polycondensation of a dicarboxylic acid with 4 to 6 C atoms and a diamine with 4 to 10 C atoms, compounds of the formulas IV a and IVb
Figure imgf000008_0002
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(IVa) (IVb) in der s eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und 1 eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und T für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)U-, wobei u eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, -C(R2)H- und -C(R2)HCH2, wobei R2 für Methyl oder Ethyl steht,(IVa) (IVb) in which s is an integer from 1 to 1500 and 1 is an integer from 1 to 4, and T is a radical which is selected from the group consisting of phenylene, - (CH 2 ) U -, where u is an integer from 1 to 12, -C (R 2 ) H- and -C (R 2 ) HCH 2 , where R 2 is methyl or ethyl,
und Polyoxazolinen mit der wiederkehrenden Einheit Vand polyoxazolines with the repeating unit V
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in der R3 für Wasserstoff, d-Ce-Alkyl, Cs-Cs-Cycloalkyl, unsubstituierten oder mit Cι-C4-Alkylgruppen bis zu dreifach substituiertes Phenyl oder für Tetrahydrofuryl steht, oder Mischungen aus d bis c6in which R 3 represents hydrogen, d-Ce-alkyl, Cs-Cs-cycloalkyl, unsubstituted or with C 1 -C 4 -alkyl groups up to triple-substituted phenyl or tetrahydrofuryl, or mixtures of d to c6
undand
D) einer Komponente ausgewählt ausD) a component selected from
d1 ) mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,d1) at least one compound with at least three groups capable of ester formation,
d2) mindestens eines Isocyanatesd2) at least one isocyanate
d3) mindestens eines Divinylethersd3) at least one divinyl ether
oder Mischungen aus d1) bis d3) enthalten.or mixtures of d1) to d3).
Die Säurekomponente A der teilaromatischen Polyester enthält in einer bevorzugten Ausführungsform von 30 bis 70, insbesondere von 40 bis 60 mol-% a1 und von 30 bis 70, insbesondere von 40 bis 60 mol-% a2.In a preferred embodiment, the acid component A of the partially aromatic polyesters contains from 30 to 70, in particular from 40 to 60 mol% of a1 and from 30 to 70, in particular from 40 to 60 mol% of a2.
Als aliphatische, bzw. cycloaliphatische Säuren und die entsprechenden Derivate a1 kommen die oben genannten in Betracht. Besonders bevorzugt wird Adipinsäure oder Sebacinsäure deren jeweiligen esterbildenden Derivate oder Mischungen davon eingesetzt. Besonders bevorzugt wird Adipinsäure oder deren esterbildende Derivate, wie deren Alkylester oder deren Mischungen eingesetzt.The aliphatic or cycloaliphatic acids and the corresponding derivatives a1 are those mentioned above. Adipic acid or sebacic acid or their respective ester-forming derivatives or mixtures thereof are particularly preferably used. Adipic acid or its ester-forming derivatives, such as its alkyl esters or mixtures thereof, are particularly preferably used.
Als aromatische Dicarbonsäure a2 sind im allgemeinen solche mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise solche mit 8 Kohlenstoffatomen zu nennen. Beispielhaft erwähnt seien Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Naphthoesäure und 1 ,5-Naphthoe- säure sowie esterbildende Derivate davon. Dabei sind insbesondere die Di-C-rC6- Alkylester, z.B. Dimethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl-, Di-iso-propyl, Di-n-butyl-, Di-iso- butyl, Di-t-butyl, Di-n-pentyl-, Di-iso-pentyl oder Di-n-hexylester zu nennen. Die Anhydride der Dicarbonsauren a2 sind ebenso geeignete esterbildende Derivate.Aromatic dicarboxylic acid a2 generally includes those with 8 to 12 carbon atoms and preferably those with 8 carbon atoms. Examples include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthoic acid and 1,5-naphthoic acid and ester-forming derivatives thereof. In particular, the di-C-rC 6 alkyl esters, for example dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-iso-propyl, di-n-butyl, di-isobutyl, di-t- butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl esters. The anhydrides of dicarboxylic acids a2 are also suitable ester-forming derivatives.
Prinzipiell können jedoch auch aromatische Dicarbonsauren a2 mit einer größeren An- zahl an Kohlenstoffatomen, beispielsweise bis zu 20 Kohlenstoffatomen, eingesetzt werden.In principle, however, aromatic dicarboxylic acids a2 with a larger number of carbon atoms, for example up to 20 carbon atoms, can also be used.
Die aromatischen Dicarbonsauren oder deren esterbildende Derivate a2 können einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden. Besonders be- vorzugt wird Terephthalsäure oder deren esterbildende Derivate wie Dimethylte- rephthalat, verwendet.The aromatic dicarboxylic acids or their ester-forming derivatives a2 can be used individually or as a mixture of two or more thereof. Terephthalic acid or its ester-forming derivatives such as dimethylte- rephthalate.
Als sulfonatgruppenhaltige Verbindung setzt man üblicherweise ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz einer sulfonatgruppenhaltigen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate ein, bevorzugt Alkalimetallsalze der 5-Sulphoisophthalsäure oder deren Mischungen, besonders bevorzugt das Natriumsalz.The compound containing sulfonate groups is usually an alkali metal or alkaline earth metal salt of a sulfonate group-containing dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives, preferably alkali metal salts of 5-sulphoisophthalic acid or mixtures thereof, particularly preferably the sodium salt.
Nach einer der bevorzugten Ausführungsformen enthält die Säurekomponente A von 40 bis 60 mol-% a1, von 40 bis 60 mol-% a2 und von 0 bis 2 mol-% a3. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Säurekomponente A von 40 bis 59,9 mol-% a1, von 40 bis 59,9 mol-% a2 und von 0,1 bis 1 mol-% a3, insbesondere von 40 bis 59,8 moI-% a1, von 40 bis 59,8 mol-% a2 und von 0,2 bis 0,5 mol-% a3.According to one of the preferred embodiments, the acid component A contains from 40 to 60 mol% a1, from 40 to 60 mol% a2 and from 0 to 2 mol% a3. According to a further preferred embodiment, the acid component A contains from 40 to 59.9 mol% a1, from 40 to 59.9 mol% a2 and from 0.1 to 1 mol% a3, in particular from 40 to 59.8 mol -% a1, from 40 to 59.8 mol% a2 and from 0.2 to 0.5 mol% a3.
Im allgemeinen werden die Diole B unter verzweigten oder linearen Alkandiolen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, oder Cycloalkandiolen mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt.In general, the diols B are selected from branched or linear alkane diols having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, or cycloalkane diols having 5 to 10 carbon atoms.
Beispiele geeigneter Alkandiole sind Ethylenglykol, 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,2- Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Dimethyl-2-ethylhexan-1 ,3-diol, 2,2- Dimethyl- 1 ,3-propandiol, 2-Ethyl-2-butyl-1 ,3-propandiol, 2-Ethyl-2-isobutyl- 1 ,3- propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,6-hexandiol, insbesondere Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol und 2,2-Dimethyl- 1 ,3-propandiol (Neopentylglykol); Cyclopentandiol, 1 ,4-Cyclohexandiol, 1 ,2-Cyclohexandimethanol, 1 ,3-CycIohexandimethanol, 1 ,4- Cyclohexandimethanol oder 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol. Es können auch Mischungen unterschiedlicher Alkandiole verwendet werden.Examples of suitable alkanediols are ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3- diol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-isobutyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl- 1,6-hexanediol, in particular ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl glycol); Cyclopentanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol or 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol. Mixtures of different alkanediols can also be used.
Abhängig davon ob ein Überschuß an Säure- oder OH-Endgruppen gewünscht wird, kann entweder die Komponente A oder die Komponente B im Überschuß eingesetzt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann das Molverhältnis der einge- setzten Komponenten A zu B im Bereich von 0,4:1 bis 1 ,5:1 , bevorzugt im Bereich von 0,6:1 bis 1,1:1 liegen.Depending on whether an excess of acid or OH end groups is desired, either component A or component B can be used in excess. According to a preferred embodiment, the molar ratio of the components A to B used can be in the range from 0.4: 1 to 1.5: 1, preferably in the range from 0.6: 1 to 1.1: 1.
Neben den Komponenten A und B können die Polyester, auf denen die erfindungsge- mäßen Formmassen basieren, weitere Komponenten enthalten.In addition to components A and B, the polyesters on which the molding compositions according to the invention are based can contain further components.
Als Dihydroxyverbindungen d setzt man bevorzugt Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Polytetrahydrofuran (Poly-THF), besonders bevorzugt Diethylenglykol, Triethylenglykol und Polyethylenglykol, ein, wobei man auch Mischungen davon oder Verbindungen, die unterschiedliche Variablen n aufweisen (siehe Formel I), beispielsweise Polyethylenglykol, das Propyleneinheiten (n = 3) ent- hält, beispielsweise erhältlich durch Polymerisation nach an sich bekannten Methoden von zuerst Ethylenoxid und anschließend mit Propylenoxid, besonders bevorzugt ein Polymer auf Basis von Polyethylenglykol, mit unterschiedlichen Variablen n, wobei Einheiten gebildet aus Ethylenoxid überwiegen. Das Molekulargewicht (Mn) des Poly- ethylenglykols wählt man in der Regel im Bereich von 250 bis 8000, bevorzugt von 600 bis 3000 g/mol.The dihydroxy compounds d used are preferably diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetrahydrofuran (poly-THF), particularly preferably diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol, mixtures of these or compounds having different variables n also being used (see formula I), for example polyethylene glycol, which contains propylene units (n = 3) holds, for example, obtainable by polymerization according to known methods of first ethylene oxide and then with propylene oxide, particularly preferably a polymer based on polyethylene glycol, with different variables n, units formed from ethylene oxide predominating. The molecular weight (M n ) of the polyethylene glycol is generally chosen in the range from 250 to 8000, preferably from 600 to 3000 g / mol.
Nach einer der bevorzugten Ausführungsformen können beispielsweise von 15 bis 98, bevorzugt 60 bis 99,5 mol-% der Diole B und 0,2 bis 85, bevorzugt 0,5 bis 30 mol-% der Dihydroxyverbindungen d , bezogen auf die molare Menge von B und d , für die Herstellung der teilaromatischen Polyester verwendet werden.According to one of the preferred embodiments, for example from 15 to 98, preferably 60 to 99.5 mol% of the diols B and 0.2 to 85, preferably 0.5 to 30 mol% of the dihydroxy compounds d, based on the molar amount of B and d, can be used for the production of the partially aromatic polyesters.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man als Hydroxycarbonsäure c2) ein: Gly- kolsäure, D-, L-, D,L-Milchsäure, 6-Hydroxyhexansäure, deren cyclische Derivate wie Glycolid (1 ,4-Dioxan-2,5-dion), D-, L-Dilactid (3,6-dimethyl-1 ,4- dioxan-2,5-dion), p- Hydroxybenzoesäure sowie deren Oligomere und Polymere wie 3-Polyhydroxybut- tersäure, Polyhydroxyvaleriansäure, Polylactid (beispielsweise als EcoPLA® (Fa. Car- gill) erhältlich) sowie eine Mischung aus 3-Polyhydroxybuttersäure und Polyhydroxyvaleriansäure (letzteres ist unter dem Namen Biopol® von Zeneca erhältlich), beson- ders bevorzugt für die Herstellung von teilaromatischen Polyester die niedermolekularen und cyclischen Derivate davon.In a preferred embodiment, the hydroxycarboxylic acid c2) used is: glycolic acid, D-, L-, D-, L-lactic acid, 6-hydroxyhexanoic acid, their cyclic derivatives such as glycolide (1, 4-dioxane-2,5-dione) , D-, L-dilactide (3,6-dimethyl-1, 4-dioxane-2,5-dione), p-hydroxybenzoic acid and their oligomers and polymers such as 3-polyhydroxybutyric acid, polyhydroxyvaleric acid, polylactide (for example as EcoPLA ® (Carrill)) as well as a mixture of 3-polyhydroxybutyric acid and polyhydroxyvaleric acid (the latter is available under the name Biopol ® from Zeneca), particularly preferably the low molecular weight and cyclic derivatives thereof for the production of partially aromatic polyester.
Die Hydroxycarbonsäuren können beispielsweise in Mengen von 0,01 bis 50, bevorzugt von 0,1 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Menge an A und B verwendet werden.The hydroxycarboxylic acids can be used, for example, in amounts of from 0.01 to 50, preferably from 0.1 to 40,% by weight, based on the amount of A and B.
Als Amino-C2-C12-alkanol oder Amino-C5-C10-cyloalkanol (Komponente c3), wobei hierunter auch 4-Aminomethylcyclohexanmethanol fallen soll, setzt man bevorzugt Amino- C2-C6-alkanole wie 2-Aminoethanol, 3-Aminopropanol, 4-Aminobutanol, 5-Aminopen- tanol, 6-Aminohexanol sowie Amino-C5-C6-cyloalkanole wie Aminocyclopentanol und Aminocyclohexanol oder Mischungen davon ein.Amino-C 2 -C 12 -alkanol or amino-C 5 -C 10 -cycloalkanol (component c3), which should also include 4-aminomethylcyclohexane-methanol, are preferably amino-C 2 -C 6 -alkanols such as 2-aminoethanol , 3-aminopropanol, 4-aminobutanol, 5-aminopentanol, 6-aminohexanol and amino-C 5 -C 6 -cyloalkanols such as aminocyclopentanol and aminocyclohexanol or mixtures thereof.
Als Diamino-d-Cs-alkan (Komponente c4) setzt man bevorzugt Diamino-C4-C6-alkane ein wie 1,4-Diminobutan, 1 ,5-Diaminopentan und 1 ,6-Diaminohexan (Hexamethylendi- amin, "HMD").The diamino-d-Cs-alkane (component c4) is preferably a diamino-C 4 -C 6 -alkane such as 1,4-diminobutane, 1,5-diaminopentane and 1,6-diaminohexane (hexamethylene diamine, "HMD ").
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann von 0,5 bis 99,5 mol-%, bevorzugt 0,5 bis 50 mol-%, c3, bezogen auf die Molmenge von B, und von 0 bis 50, bevorzugt von 0 bis 35 mol-%, c4, bezogen auf die Molmenge von B, für die Herstellung der teilaromatischen Polyester eingesetzt werden. Die 2,2'-Bisoxazoline c5 der allgemeinen Formel III sind im allgemeinen erhältlich durch das Verfahren aus Angew. Chem. Int. Edit, Vol. 11 (1972), S. 287-288. Besonders bevorzugte Bisoxazoline sind solche, in denen R eine Einfachbindung, eine (CH2)2-Alkylengruppe, mit z = 2,3 oder 4 wie Methylen, Ethan-1 ,2-diyl, Propan-1,3- diyl, Propan-1 ,2-diyl, oder eine Phenylengruppe bedeutet. Als besonders bevorzugte Bisoxazoline seien 2,2'-Bis(2-oxazoIin), Bis(2-oxazolinyl)methan, 1 ,2-Bis(2- oxazolinyl)ethan, 1 ,3-Bis(2-oxazolinyl)propan oder 1 ,4-Bis(2-oxazolinyl)butan, insbesondere 1 ,4-Bis(2-oxazolinyl)benzol, 1 ,2-Bis(2-oxazolinyl)benzol oder 1 ,3-Bis(2- oxazolinyl)benzol genannt.According to a preferred embodiment, from 0.5 to 99.5 mol%, preferably 0.5 to 50 mol%, c3, based on the molar amount of B, and from 0 to 50, preferably from 0 to 35 mol% , c4, based on the molar amount of B, can be used for the production of the partially aromatic polyesters. The 2,2'-bisoxazolines c5 of the general formula III are generally obtainable by the process from Angew. Chem. Int. Edit, Vol. 11 (1972), pp. 287-288. Particularly preferred bisoxazolines are those in which R is a single bond, a (CH 2 ) 2 alkylene group with z = 2 , 3 or 4, such as methylene, ethane-1, 2-diyl, propane-1,3-diyl, propane 1, 2-diyl, or a phenylene group. Particularly preferred bisoxazolines are 2,2'-bis (2-oxazolinyl), bis (2-oxazolinyl) methane, 1,2-bis (2-oxazolinyl) ethane, 1,3-bis (2-oxazolinyl) propane or 1 , 4-bis (2-oxazolinyl) butane, in particular 1,4-bis (2-oxazolinyl) benzene, 1,2-bis (2-oxazolinyl) benzene or 1,3-bis (2-oxazolinyl) benzene.
Zur Herstellung der teilaromatischen Polyester können beispielsweise von 70 bis 98 mol-% B, bis 30 mol-% c3 und 0,5 bis 30 mol-% c4 und 0,5 bis 30 mol-% c5, jeweils bezogen auf die Summe der Molmengen der Komponenten B, c3, c4 und c5, verwendet werden. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist es möglich von 0,1 bis 5, bevorzugt 0,2 bis 4 Gew.-% c5, bezogen auf das Gesamtgewicht von A und B, einzusetzen.For the preparation of the partially aromatic polyesters, for example from 70 to 98 mol% of B, up to 30 mol% of c3 and 0.5 to 30 mol% of c4 and 0.5 to 30 mol% of c5, in each case based on the sum of the molar amounts of components B, c3, c4 and c5 can be used. According to another preferred embodiment, it is possible to use from 0.1 to 5, preferably 0.2 to 4% by weight of c5, based on the total weight of A and B.
Als Komponente c6 können natürliche Aminocarbonsäuren verwendet werden. Zu diesen zählen Valin, Leucin, Isoleucin, Threonin, Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Lysin, Alanin, Arginin, Aspartamsäure, Cystein, Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Prolin, Serin, Tryosin, Asparagin oder Glutamin.Natural aminocarboxylic acids can be used as component c6. These include valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, phenylalanine, tryptophan, lysine, alanine, arginine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glycine, histidine, proline, serine, tryosine, asparagine or glutamine.
Bevorzugte Aminocarbonsäuren der allgemeinen Formeln IVa und IVb sind die, worin s eine ganze Zahl von 1 bis 1000 und t eine ganze Zahl von 1 bis 4, bevorzugt 1 oder 2 bedeuten und T ausgewählt ist aus der Gruppe Phenylen und -(CH2)U-, wobei u 1 , 5 oder 12 bedeutet.Preferred aminocarboxylic acids of the general formulas IVa and IVb are those in which s is an integer from 1 to 1000 and t is an integer from 1 to 4, preferably 1 or 2 and T is selected from the group consisting of phenylene and - (CH 2 ) U -, where u is 1, 5 or 12.
Ferner kann c6 auch ein Polyoxazolin der allgemeinen Formel V sein. C6 kann aber auch eine Mischung unterschiedlicher Aminocarbonsäuren und/oder Polyoxazoline sein.Furthermore, c6 can also be a polyoxazoline of the general formula V. C6 can also be a mixture of different aminocarboxylic acids and / or polyoxazolines.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann c6 in Mengen von 0,01 bis 50, bevorzugt von 0,1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten A und B, eingesetzt werden.According to a preferred embodiment, c6 can be used in amounts of from 0.01 to 50, preferably from 0.1 to 40,% by weight, based on the total amount of components A and B.
Als weitere Komponenten, die optional zur Herstellung der teilaromatischen Polyester eingesetzt werden können, zählen Verbindungen d1 , die mindestens drei zur Esterbildung befähigte Gruppen enthalten. Die Verbindungen d1 enthalten bevorzugt drei bis zehn funktioneile Gruppen, welche zur Ausbildung von Esterbindungen fähig sind. Besonders bevorzugte Verbindungen d1 haben drei bis sechs funktioneile Gruppen dieser Art im Molekül, insbesondere drei bis sechs Hydroxylgruppen und/oder Carboxylgruppen. Beispielhaft seien genannt:Compounds d1 which contain at least three groups capable of ester formation are further components which can optionally be used for the production of the partially aromatic polyesters. The compounds d1 preferably contain three to ten functional groups which are capable of forming ester bonds. Particularly preferred compounds d1 have three to six functional groups of this type in the molecule, in particular three to six hydroxyl groups and / or carboxyl groups. Examples include:
Weinsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure; Trimethylolpropan, Trimethylolethan; Pentaerythrit; Polyethertriole; Glycerin;Tartaric acid, citric acid, malic acid; Trimethylolpropane, trimethylolethane; pentaerythritol; polyether triols; glycerol;
Trimesinsäure; Trimellitsäure, -anhydrid; Pyromellitsäure, -dianhydrid und Hydroxyisophthalsäure.trimesic; Trimellitic acid, anhydride; Pyromellitic acid, dianhydride and hydroxyisophthalic acid.
Die Verbindungen d1 werden in der Regel in Mengen von 0,01 bis 15, bevorzugt 0,05 bis 10, besonders bevorzugt 0,1 bis 4 mol-%, bezogen auf die Komponente A eingesetzt.The compounds d1 are generally used in amounts of 0.01 to 15, preferably 0.05 to 10, particularly preferably 0.1 to 4 mol%, based on component A.
Als Komponente d2 werden ein oder eine Mischung unterschiedlicher Isocyanate eingesetzt. Es können aromatische oder aliphatische Diisocyanate eingesetzt werden. Es können aber auch höher funktioneile Isocyanate verwendet werden.One or a mixture of different isocyanates is used as component d2. Aromatic or aliphatic diisocyanates can be used. However, higher functional isocyanates can also be used.
Unter einem aromatischen Diisocyanat d2 werden im Rahmen der vorliegenden Erfin- düng vor allemIn the context of the present invention, an aromatic diisocyanate d2 includes above all
Toluylen-2,4-diisocyanat, Toluylen-2,6-diisocyanat, 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Naphthylen-1 ,5- diisocyanat oder Xylylen-diisocyanat verstanden.Toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, naphthylene-1, 5-diisocyanate or xylylene diisocyanate are understood.
Darunter werden 2,2'-, 2,4'- sowie 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat als Komponente d2 besonders bevorzugt. Im Allgemeinen werden letztere Diisocyanate als Mischung eingesetzt.Among them, 2,2'-, 2,4'- and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are particularly preferred as component d2. The latter diisocyanates are generally used as a mixture.
Als dreikemiges Isocyanat d2 kommt auch Tri(4-isocyanophenyl)methan in Betracht. Die mehrkernigen aromatischen Diisocyanate fallen beispielsweise bei der Herstellung von ein- oder zweikernigen Diisocyanaten an.Tri (4-isocyanophenyl) methane is also suitable as the three-core isocyanate d2. The multinuclear aromatic diisocyanates are obtained, for example, in the production of mononuclear or dinuclear diisocyanates.
In untergeordneten Mengen, z.B. bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente d2, kann die Komponente d2 auch Urethiongruppen, beispielsweise zum Verkappen der Isocyanatgruppen, enthalten.In minor amounts, for example up to 5% by weight, based on the total weight of component d2, component d2 can also contain urethione groups, for example for capping the isocyanate groups.
Unter einem aliphatischen Diisocyanat d2 werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung vor allem lineare oder verzweigte Alkylendiisocyanate oder Cycloalkylendiisocya- nate mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, z.B. 1 ,6- Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat oder Methylen-bis(4-isocyanatocyclo- hexan), verstanden. Besonders bevorzugte aliphatische Diisocyanate d2 sind 1 ,6- Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat.In the context of the present invention, an aliphatic diisocyanate d2 is primarily linear or branched alkylene diisocyanates or cycloalkylene diisocyanates having 2 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, e.g. 1, 6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or methylene bis (4-isocyanatocyclohexane) understood. Particularly preferred aliphatic diisocyanates d2 are 1,6-hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate.
Zu den bevorzugten Isocyanuraten zählen die aliphatischen Isocyanurate, die sich von Alkylendiisocyanaten oder Cycloalkylendiisocyanaten mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, z.B. Isophorondiisocyanat oder Methylen-bis(4- isocyanatocyclohexan), ableiten. Dabei können die Alkylendiisocyanate sowohl linear als auch verzweigt sein. Besonders bevorzugt werden Isocyanurate, die auf n-Hexa- methylendiisocyanat basieren, beispielsweise cyclische Trimere, Pentamere oder höhere Oligomere des n-Hexamethylendiisocyanats.Preferred isocyanurates include aliphatic isocyanurates derived from alkylene diisocyanates or cycloalkylene diisocyanates having 2 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, e.g. Isophorone diisocyanate or methylene bis (4-isocyanatocyclohexane). The alkylene diisocyanates can be linear or branched. Isocyanurates based on n-hexamethylene diisocyanate, for example cyclic trimers, pentamers or higher oligomers of n-hexamethylene diisocyanate, are particularly preferred.
Im allgemeinen wird die Komponente d2 in Mengen von 0,01 bis 5, bevorzugt 0,05 bis 4 mol-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 4 mol-% bezogen auf die Summe der Molmen- gen von A und B verwendet.In general, component d2 is used in amounts of 0.01 to 5, preferably 0.05 to 4 mol%, particularly preferably 0.1 to 4 mol%, based on the sum of the molar amounts of A and B.
Als Divinylether d3 kann man im allgemeinen alle üblichen und kommerziell erhältlichen Divinylether einsetzen. Bevorzugt verwendet werden 1 ,4-Butandiol-divinylether, 1 ,6-Hexandiol-divinylether oder 1 ,4-Cyclohexandimethanol-divinylether oder Mischun- gen davon.In general, all customary and commercially available divinyl ethers can be used as the divinyl ether d3. 1,4-butanediol divinyl ether, 1,6-hexanediol divinyl ether or 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether or mixtures thereof are preferably used.
Bevorzugt werden die Divinylether in Mengen von 0,01 bis 5, insbesondere von 0,2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von A und B, eingesetzt.The divinyl ethers are preferably used in amounts of from 0.01 to 5, in particular from 0.2 to 4,% by weight, based on the total weight of A and B.
Beispiele bevorzugter teilaromatischer Polyester basieren auf den folgenden KomponentenExamples of preferred partially aromatic polyesters are based on the following components
A, B, d1A, B, d1
A, B, d2 A, B, d1, d2A, B, d2 A, B, d1, d2
A, B, d3A, B, d3
A, B, dA, B, d
A, B, d, d3A, B, d, d3
A, B, c3, c4 A, B, c3, c4, c5 A, B, d1, c3, c5 A, B, c3, d3 A, B, c3, d1 A, B, d, c3, d3 A, B, c2A, B, c3, c4 A, B, c3, c4, c5 A, B, d1, c3, c5 A, B, c3, d3 A, B, c3, d1 A, B, d, c3, d3 A, B, c2
Darunter sind teilaromatische Polyester, die auf A, B, d1 oder A, B, d2 oder auf A, B, d1, d2 basieren besonders bevorzugt. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform basieren die teilaromatischen Polyester auf A, B, c3, c4, c5 oder A, B, d1 , c3, c5.Among them, partially aromatic polyesters based on A, B, d1 or A, B, d2 or on A, B, d1, d2 are particularly preferred. According to another preferred embodiment, the partially aromatic polyesters are based on A, B, c3, c4, c5 or A, B, d1, c3, c5.
Die genannten teilaromatischen Polyester sind in der Regel biologisch abbaubar. Die Angabe "biologisch abbaubar" bedeutet, daß die in DIN V 54900 gegebene Definition der Bioabbaubarkeit erfüllt wird.The partially aromatic polyesters mentioned are generally biodegradable. The statement "biodegradable" means that the definition given in DIN V 54900 of biodegradability is met.
Im Allgemeinen bedeutet die biologische Abbaubarkeit, daß die Polyester in einer angemessenen und nachweisbaren Zeitspanne zerfallen. Der Abbau kann hydrolytisch und/oder oxidativ erfolgen und zum überwiegenden Teil durch die Einwirkung von Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen, Pilzen und Algen bewirkt werden. Die biologische Abbaubarkeit lässt sich z.B. dadurch bestimmen, daß Polyester mit Kompost gemischt und für eine bestimmte Zeit gelagert werden. Gemäß ASTM D 5338, ASTM D 6400 und DIN V 54900 wird CO2-freie Luft beispielsweise durch gereiften Kompost während des Kompostierens strömen gelassen und dieser einem definierten Temperaturprogramm unterworfen. Hierbei wird die biologische Abbaubarkeit über das Verhältnis der Netto-CO2-Freisetzung der Probe (nach Abzug der CO2-Freisetzung durch den Kom- post ohne Probe) zur maximalen CO2-Freisetzung der Probe (berechnet aus dem Kohlenstoffgehalt der Probe) als biologische Abbaubarkeit definiert. Biologisch abbaubare Polyester zeigen in der Regel schon nach wenigen Tagen der Kompostierung deutliche Abbauerscheinungen wie Pilzbewuchs, Riss- und Lochbildung.In general, biodegradability means that the polyesters disintegrate in a reasonable and detectable period of time. The breakdown can take place hydrolytically and / or oxidatively and can be mainly caused by the action of microorganisms such as bacteria, yeasts, fungi and algae. Biodegradability can be determined, for example, by mixing polyester with compost and storing it for a certain time. According to ASTM D 5338, ASTM D 6400 and DIN V 54900, CO 2 -free air is allowed to flow through, for example, matured compost during composting and is subjected to a defined temperature program. The biodegradability is calculated as the ratio of the net CO 2 release of the sample (after deduction of the CO 2 release by Compost without sample) to the maximum CO 2 release of the sample (calculated from the carbon content of the sample) biodegradability defined. Biodegradable polyesters usually show clear signs of degradation such as fungal growth, cracking and pitting after just a few days of composting.
Die Herstellung der teilaromatischen Polyester ist an sich bekannt oder kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen.The production of the partially aromatic polyesters is known per se or can be carried out according to methods known per se.
Die bevorzugten teilaromatischen Polyester sind charakterisiert durch ein Molekulargewicht (Mn) im Bereich von 1000 bis 100000, insbesondere im Bereich von 9000 bis 75000 g/mol, bevorzugt im Bereich von 10000 bis 50000 g/mol und einem Schmelzpunkt im Bereich von 60 bis 170, bevorzugt im Bereich von 80 bis 150°C.The preferred partially aromatic polyesters are characterized by a molecular weight (M n ) in the range from 1000 to 100000, in particular in the range from 9000 to 75000 g / mol, preferably in the range from 10000 to 50,000 g / mol and a melting point in the range from 60 to 170 , preferably in the range from 80 to 150 ° C.
Die genannten aliphatischen und/oder teilaromatischen Polyester können Hydroxy- und/oder Carboxylendgruppen in jedem beliebigen Verhältnis aufweisen. Die genann- ten aliphatischen und/oder teilaromatischen Polyester können auch endgruppenmodifi- ziert werden. So können beispielsweise OH-Endgruppen durch Umsetzung mit Phthal- säure, Phthalsäureanhydrid, Trimellithsäure, Trimellithsäureanhydrid, Pyromellithsäure oder Pyromellithsäureanhydrid säuremodifiziert werden.The aliphatic and / or partially aromatic polyesters mentioned can have hydroxyl and / or carboxyl end groups in any ratio. The aliphatic and / or partially aromatic polyesters mentioned can also be end group-modified be decorated. For example, OH end groups can be acid-modified by reaction with phthalic acid, phthalic anhydride, trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic acid or pyromellitic anhydride.
Allgemein sind als Komponenten ii) der thermoplastischen Formmassen an sich bekannte Polyester auf Basis von aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen oder aromatischen Dihydroxyverbindungen geeignet.Generally known as components ii) of the thermoplastic molding compositions are polyesters based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds.
Eine erste Gruppe bevorzugter Polyester ii) sind Polyalkylenterephthalate, insbesonde- re mit 2 bis 10 C-Atomen im Alkoholteil.A first group of preferred polyesters ii) are polyalkylene terephthalates, in particular with 2 to 10 carbon atoms in the alcohol part.
Derartige Polyalkylenterephthalate sind an sich bekannt und in der Literatur beschrieben. Sie enthalten einen aromatischen Ring in der Hauptkette, der von der aromatischen Dicarbonsäure stammt. Der aromatische Ring kann auch substituiert sein, z.B. durch Halogen wie Chlor und Brom oder durch C-ι-C4-Alkylgruppen wie Methyl-, Ethyl-, i- bzw. n-Propyl- und n-, i- bzw. t-Butylgruppen.Such polyalkylene terephthalates are known per se and are described in the literature. They contain an aromatic ring in the main chain, which comes from the aromatic dicarboxylic acid. The aromatic ring can also be substituted, for example by halogen such as chlorine and bromine or by C 1 -C 4 -alkyl groups such as methyl, ethyl, i- or n-propyl and n-, i- or t- butyl groups.
Diese Polyalkylenterephthalate können durch Umsetzung von aromatischen Dicarbonsauren, deren Estern oder anderen esterbildenden Derivaten mit aliphatischen Di- hydroxyverbindungen in an sich bekannter Weise hergestellt werden.These polyalkylene terephthalates can be prepared in a manner known per se by reacting aromatic dicarboxylic acids, their esters or other ester-forming derivatives with aliphatic dihydroxy compounds.
Als bevorzugte Dicarbonsauren sind 2,6-Naphthalindicarbonsäure, Terephthalsäure und Isophthalsäure oder deren Mischungen zu nennen. Bis zu 20 mol-%, vorzugsweise nicht mehr als 10 mol-% der aromatischen Dicarbonsauren können durch aliphatische oder cycloaliphatische Dicarbonsauren wie Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäuren und Cyclohexandicarbonsäuren ersetzt werden.Preferred dicarboxylic acids are 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, terephthalic acid and isophthalic acid or mixtures thereof. Up to 20 mol%, preferably not more than 10 mol%, of the aromatic dicarboxylic acids can be replaced by aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acids and cyclohexanedicarboxylic acids.
Von den aliphatischen Dihydroxyverbindungen werden Diole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere 1 ,2-Ethandiol, 1 ,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6- Hexandiol, 1 ,4-Hexandiol, 1 ,4-Cyclohexandiol, 1 ,4-Cyclohexandimethanol und Neo- pentylglykol oder deren Mischungen bevorzugt.Of the aliphatic dihydroxy compounds, diols having 2 to 6 carbon atoms, in particular 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1 , 4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol or mixtures thereof are preferred.
Als besonders bevorzugte Polyester ii) sind Polyalkylenterephthalate, die sich von Alkandiolen mit 2 bis 6 C-Atomen ableiten, zu nennen. Von diesen werden insbeson- dere Polyethylenterephthalat, Polypropylenterephthalat und Polybutylenterephthalat oder deren Mischungen bevorzugt, insbesondere Polybutylenterephthalat. Weiterhin bevorzugt sind PET und/oder PBT, welche auch bis zu 1 Gew.-% 1 ,6-Hexandiol und/oder 2-Methyl-1 ,5-Pentandiol als weitere Monomereinheiten enthalten können. Die Viskositätszahl der als Komponente ii) geeigneten Polyester liegt im allgemeinen im Bereich von 50 bis 220 ml/g, vorzugsweise von 80 bis 160 ml/g (gemessen in einer 0,5 gew.-%igen Lösung in einem Phenol/o-Dichlorbenzolgemisch (Gew.-Verh. 1:1 bei 25°C) gemäß EN ISO 1628-1.Particularly preferred polyesters ii) are polyalkylene terephthalates which are derived from alkanediols having 2 to 6 carbon atoms. Of these, particularly preferred are polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate and polybutylene terephthalate or mixtures thereof, in particular polybutylene terephthalate. Also preferred are PET and / or PBT, which can also contain up to 1% by weight of 1,6-hexanediol and / or 2-methyl-1,5-pentanediol as further monomer units. The viscosity number of the polyesters suitable as component ii) is generally in the range from 50 to 220 ml / g, preferably from 80 to 160 ml / g (measured in a 0.5% strength by weight solution in a phenol / o-dichlorobenzene mixture (Weight ratio 1: 1 at 25 ° C) according to EN ISO 1628-1.
Weiterhin sind als Komponente ii) der erfindungsgemäßen Formmassen PET Rezykla- te (auch scrap-PET genannt) gegebenenfalls in Mischung mit Polyalkylenterephthala- ten wie PBT einzusetzen.Furthermore, as component ii) of the molding compositions according to the invention, PET recyclates (also called scrap PET) may be used, if appropriate in a mixture with polyalkylene terephthalates such as PBT.
Unter Rezyklaten versteht man im allgemeinen:Recyclates are generally understood to mean:
1 ) sog. Post Industrial Rezyklat: hierbei handelt es sich um Produktionsabfälle bei der Polykondensation oder bei der Verarbeitung z.B. Angüsse bei der Spritzgußverarbeitung, Anfahrware bei der Spritzgußverarbeitung oder Extrusion oder Randabschnitte von extrudierten Platten oder Folien.1) so-called post industrial recyclate: this is production waste from polycondensation or processing e.g. Sprues in injection molding processing, approach goods in injection molding processing or extrusion or edge sections of extruded sheets or foils.
2) Post Consumer Rezyklat: hierbei handelt es sich um Kunststoffartikel, die nach der Nutzung durch den Endverbraucher gesammelt und aufbereitet werden. Der mengenmäßig bei weitem dominierende Artikel sind blasgeformte PET Flaschen für Mineralwasser, Softdrinks und Säfte.2) Post consumer recyclate: these are plastic items that are collected and processed by the end consumer after use. The most dominant item in terms of quantity are blow-molded PET bottles for mineral water, soft drinks and juices.
Beide Arten von Rezyklat können entweder als Mahlgut oder in Form von Granulat vorliegen. Im letzteren Fall werden die Rohrezyklate nach der Auftrennung und Reinigung in einem Extruder aufgeschmolzen und granuliert. Hierdurch wird meist das Handling, die Rieselfähigkeit und die Dosierbarkeit für weitere Verarbeitungsschritte erleichtert.Both types of recyclate can either be in the form of regrind or in the form of granules. In the latter case, the pipe cyclates are melted and granulated in an extruder after separation and cleaning. This usually facilitates handling, flowability and meterability for further processing steps.
Sowohl granulierte als auch als Mahlgut vorliegende Rezyklate können zum Einsatz kommen, wobei die maximale Kantenlänge 6 mm, vorzugsweise kleiner 5 mm betra- gen sollte.Recyclates, both granulated and in the form of regrind, can be used, the maximum edge length being 6 mm, preferably less than 5 mm.
Aufgrund der hydrolytischen Spaltung von Polyestern bei der Verarbeitung (durch Feuchtigkeitsspuren) empfiehlt es sich, das Rezyklat vorzutrocknen. Der Restfeuchtegehalt nach der Trocknung beträgt vorzugsweise <0,2 %, insbesondere <0,05 %.Due to the hydrolytic cleavage of polyesters during processing (due to traces of moisture), it is advisable to pre-dry the recyclate. The residual moisture content after drying is preferably <0.2%, in particular <0.05%.
Als weitere Gruppe der als Komponente ii) geeigneten Verbindungen sind voll aromatische Polyester zu nennen, die sich von aromatischen Dicarbonsauren und aromatischen Dihydroxyverbindungen ableiten. Als aromatische Dicarbonsauren eignen sich die bereits bei den Polyalkylenterephtha- laten beschriebenen Verbindungen. Bevorzugt werden für voll aromatische Polyester Mischungen aus 5 bis 100 mol-% Isophthalsäure und 0 bis 95 mol-% Terephthalsäure, insbesondere Mischungen von etwa 80 % Terephthalsäure mit 20 % Isophthalsäure bis etwa äquivalente Mischungen dieser beiden Säuren verwendet.Another group of the compounds suitable as component ii) are fully aromatic polyesters which are derived from aromatic dicarboxylic acids and aromatic dihydroxy compounds. Aromatic dicarboxylic acids which are suitable are the compounds already described for the polyalkylene terephthalates. Mixtures of 5 to 100 mol% isophthalic acid and 0 to 95 mol% terephthalic acid, in particular mixtures of approximately 80% terephthalic acid with 20% isophthalic acid to approximately equivalent mixtures of these two acids, are preferably used for fully aromatic polyesters.
Die aromatischen Dihydroxyverbindungen haben vorzugsweise die allgemeine Formel (VI),The aromatic dihydroxy compounds preferably have the general formula (VI)
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in der Z eine Alkylen- oder Cycloalkylengruppe mit bis zu 8 C-Atomen, eine Ary- lengruppe mit bis zu 12 C-Atomen, eine Carbonylgruppe, eine Sulfonylgruppe, ein Sauerstoff- oder Schwefelatom oder eine chemische Bindung darstellt und in der m' den Wert 0 bis 2 hat. Die Verbindungen können an den Phenylengruppen auch C|-C6 Alkyl- oder Alkoxygruppen und Fluor, Chlor oder Brom als Substituenten tragen.in which Z represents an alkylene or cycloalkylene group with up to 8 C atoms, an arylene group with up to 12 C atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen or sulfur atom or a chemical bond, and in which m 'represents Has value 0 to 2. The compounds can also carry C 1 -C 6 alkyl or alkoxy groups and fluorine, chlorine or bromine as substituents on the phenylene groups.
Als Stammkörper dieser Verbindungen seien beispielsweiseExamples of these are the parent bodies of these compounds
Dihydroxydiphenyl,dihydroxydiphenyl,
Di-(hydroxyphenyl)alkan,Di (hydroxyphenyl) alkane,
Di-(hydroxyphenyl)cycloalkan,Di (hydroxyphenyl) cycloalkane,
Di-(hydroxyphenyl)sulfid,Di (hydroxyphenyl) sulfide,
Di-(hydroxyphenyl)ether, Di-(hydroxyphenyl)keton, di-(hydroxyphenyl)sulfoxid, a,a'-Di-(hydroxyphenyl)-dialkylbenzol,Di- (hydroxyphenyl) ether, di- (hydroxyphenyl) ketone, di- (hydroxyphenyl) sulfoxide, a, a'-di- (hydroxyphenyl) dialkylbenzene,
Di-(hydroxyphenyl)sulfon, Di-(hydroxybenzoyl)benzolDi (hydroxyphenyl) sulfone, di (hydroxybenzoyl) benzene
Resorcin und Hydrochinon sowie deren kemalkylierte oder kernhalogenierte Derivate genannt.Resorcinol and hydroquinone and their core alkylated or nuclear halogenated derivatives.
Von diesen werdenOf these will be
4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,4-Di-(4'-hydroxyphenyl)-2-methylbutan a,a'-Di-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 2,2-Di-(3'-methyl- '-hydroxyphenyl)propan und 2,2-Di-(3'-chlor-^'-hydroxyphenyl)propan,4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,4-di- (4'-hydroxyphenyl) -2-methylbutane a, a'-di- (4-hydroxyphenyl) -p-diisopropylbenzene, 2,2-di- (3'- methyl- '-hydroxyphenyl) propane and 2,2-di- (3'-chloro - ^ '- hydroxyphenyl) propane;
sowie insbesondereas well as in particular
2,2-Di-(4'-hydroxyphenyl)propan2,2-di- (4'-hydroxyphenyl) propane
2,2-Di-(3',5-dichlordihydroxyphenyl)propan, 1,1-Di-(4'-hydroxyphenyl)cyclohexan, 3,4'-Dihydroxybenzophenon, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,2-Di(3',5,-dimethyl-4'-hydroxyphenyl)propan2,2-di- (3 ', 5-dichlorodihydroxyphenyl) propane, 1,1-di- (4'-hydroxyphenyl) cyclohexane, 3,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone and 2,2-di ( 3 ', 5 , -dimethyl-4'-hydroxyphenyl) propane
oder deren Mischungen bevorzugt.or mixtures thereof are preferred.
Selbstverständlich kann man als Komponente ii) auch Mischungen von Polyalkylente- rephthalaten und vollaromatischen Polyestern einsetzen. Diese enthalten im allgemeinen 20 bis 98 Gew.-% des Polyalkylenterephthalates und 2 bis 80 Gew.-% des vollaromatischen Polyesters.It is of course also possible to use mixtures of polyalkylene terephthalates and fully aromatic polyesters as component ii). These generally contain 20 to 98% by weight of the polyalkylene terephthalate and 2 to 80% by weight of the fully aromatic polyester.
Selbstverständlich können als Komponente ii) auch Polyesterblockcopolymere wie Co- polyetherester verwendet werden. Derartige Produkte sind an sich bekannt und in der Literatur, z.B. in der US-A 3 651 014, beschrieben. Auch im Handel sind entsprechende Produkte erhältlich, z.B. Hytrel® (DuPont).Of course, polyester block copolymers such as copolyether esters can also be used as component ii). Products of this type are known per se and are described in the literature, for example in US Pat. No. 3,651,014. Corresponding products are also commercially available, for example Hytrel ® (DuPont).
Als Polyester ii) sollen erfindungsgemäß auch Polycarbonate verstanden werden. Ge- eignete Polycarbonate sind beispielsweise solche auf Basis von Diphenolen der allgemeinen Formel (VII)According to the invention, polyester ii) should also be understood to mean polycarbonates. Suitable polycarbonates are, for example, those based on diphenols of the general formula (VII)
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worin Q eine Einfachbindung, eine C,~ bis C8-Alkylen-, eine C- bis C3-Alkyliden-, eine C3- bis C6-Cycloalkylidengruppe, eine C6- bis C12-Arylengruppe sowie -O-, -S- oder -SOz- bedeutet und n' eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.wherein Q is a single bond, a C, ~ to C 8 alkylene, a C - to C 3 alkylidene, a C 3 - to C 6 -cycloalkylidene group, a C 6 - to C 12 -arylene group and -O- , -S- or -SOz- means and n 'is an integer from 0 to 2.
Die Diphenole können an den Phenylenresten auch Substituenten haben wie Ci- bis C6-Alkyl oder C1- bis C6-Alkoxy.The diphenols may also have substituents such as C 6 to C alkyl or C1 to C6 alkoxy to the phenylene radicals.
Bevorzugte Diphenole der Formel VII sind beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, 4,4'- Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)- 2-methylbutan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan. Besonders bevorzugt sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, sowie 1 ,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.Preferred diphenols of the formula VII are, for example, hydroquinone, resorcinol, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) 2-methylbutane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane. 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5- are particularly preferred. trimethylcyclohexane.
Sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate sind als Komponente ii) geeignet, bevorzugt sind neben dem Bisphenol A-Homopolymerisat die Copolycarbonate von Bisphenol A.Both homopolycarbonates and copolycarbonates are suitable as component ii); in addition to the bisphenol A homopolymer, the copolycarbonates of bisphenol A are preferred.
Die geeigneten Polycarbonate können in bekannter Weise verzweigt sein, und zwar vorzugsweise durch den Einbau von 0,05 bis 2,0 mol-%, bezogen auf die Summe der eingesetzten Diphenole, an mindestens trifunktionellen Verbindungen, beispielsweise solchen mit drei oder mehr als drei phenolischen OH-Gruppen.The suitable polycarbonates can be branched in a known manner, preferably by incorporating 0.05 to 2.0 mol%, based on the sum of the diphenols used, of at least trifunctional compounds, for example those having three or more than three phenolic compounds OH groups.
Als besonders geeignet haben sich Polycarbonate erwiesen, die relative Viskositäten ηreι von 1 ,10 bis 1 ,50, insbesondere von 1 ,25 bis 1 ,40 aufweisen. Dies entspricht mittleren Molekulargewichten Mw (Gewichtsmittelwert) von 10 000 bis 200 000, vorzugsweise von 20 000 bis 80 000 g/mol.Polycarbonates have proven to be particularly suitable which have relative viscosities η re ι of 1.10 to 1.50, in particular of 1.25 to 1.40. This corresponds to average molecular weights M w (weight average) of 10,000 to 200,000, preferably from 20,000 to 80,000 g / mol.
Die Diphenole der allgemeinen Formel VII sind an sich bekannt oder nach bekannten Verfahren herstellbar.The diphenols of the general formula VII are known per se or can be prepared by known processes.
Die Herstellung der Polycarbonate kann beispielsweise durch Umsetzung der Diphenole mit Phosgen nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder mit Phosgen nach dem Verfahren in homogener Phase (dem sogenannten Pyridinverfahren) erfolgen, wobei das jeweils einzustellende Molekulargewicht in bekannter Weise durch eine entsprechende Menge an bekannten Kettenabbrechern erzielt wird. (Bezüglich polydiorganosi- loxanhaltigen Polycarbonaten siehe beispielsweise DE-OS 33 34 782).The polycarbonates can be prepared, for example, by reacting the diphenols with phosgene by the interfacial process or with phosgene by the process in a homogeneous phase (the so-called pyridine process), the molecular weight to be set in each case being achieved in a known manner by a corresponding amount of known chain terminators. (With regard to polycarbonates containing polydiorganosiloxane, see, for example, DE-OS 33 34 782).
Geeignete Kettenabbrecher sind beispielsweise Phenol, p-t-Butylphenol aber auch langkettige Alkylphenole wie 4-(1 ,3-Tetramethyl-butyl)-phenol, gemäßSuitable chain terminators are, for example, phenol, p-t-butylphenol but also long-chain alkylphenols such as 4- (1,3-tetramethylbutyl) phenol, according to
DE-OS 2842 005 oder Monoalkylphenole oder Dialkylphenole mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen in den Alkylsubstituenten gemäß DE-A 35 06 472, wie p-Nonylphenyl, 3,5-di-t-Butylphenol, p-t-Octylphenol, p-Dodecylphenol, 2-(3,5-dimethyl-heptyl)- phenol und 4-(3,5-Dimethylheptyl)-phenol.DE-OS 2842 005 or monoalkylphenols or dialkylphenols with a total of 8 to 20 carbon atoms in the alkyl substituents according to DE-A 35 06 472, such as p-nonylphenyl, 3,5-di-t-butylphenol, pt-octylphenol, p-dodecylphenol , 2- (3,5-dimethylheptyl) phenol and 4- (3,5-dimethylheptyl) phenol.
Als weitere geeignete Komponenten ii) seien amorphe Polyestercarbonate genannt, wobei Phosgen gegen aromatische Dicarbonsäureeinheiten wie Isophthalsäure und/oder Terephthalsäureeinheiten, bei der Herstellung ersetzt wurde. Für nähere Einzelheiten sei an dieser Stelle auf die EP-A 711 810 verwiesen. Weitere geeignete Copolycarbonate mit Cycloalkylresten als Monomereinheiten sind in der EP-A 365916 beschrieben.Amorphous polyester carbonates may be mentioned as further suitable components ii), with phosgene being replaced by aromatic dicarboxylic acid units such as isophthalic acid and / or terephthalic acid units during production. For further details, reference is made to EP-A 711 810. Further suitable copolycarbonates with cycloalkyl radicals as monomer units are described in EP-A 365916.
Weiterhin kann Bisphenol A durch Bisphenol TMC ersetzt werden. Derartige Polycar- bonate sind unter dem Warenzeichen APEC HT® der Bayer AG erhältlich.Bisphenol A can also be replaced by Bisphenol TMC. Such polycarbonates are available under the trademark APEC HT ® from Bayer AG.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen enthalten üblicherweise von 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-% Komponente i) und von 50 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt von 60 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt von 80 bis 90 Gew.-% Komponente ii), wobei sich die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) bis ii) beziehen.The thermoplastic molding compositions according to the invention usually contain from 0.1 to 50% by weight, preferably from 5 to 40% by weight, particularly preferably from 10 to 20% by weight of component i) and from 50 to 99.9% by weight. %, preferably from 60 to 95% by weight, particularly preferably from 80 to 90% by weight, of component ii), the percentages by weight in each case relating to the total weight of components i) to ii).
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können Zusatzstoffe iii) enthalten, die man während des Polymerisationsvorganges der Komponenten i) und/oder ii) in irgendeine Stufe oder nachträglich, beispielsweise in eine Schmelze der Polyester, oder während der Mischung der Komponenten i) und ii), einarbeiten kann. Beispielhaft werden Stabilisatoren, Neutralisationsmittel, Gleit- und Trennmittel, Anti- blockmittel, Farbstoffe oder Füllstoffe genannt.The thermoplastic molding compositions according to the invention can contain additives iii) which are incorporated during the polymerization process of components i) and / or ii) in any stage or subsequently, for example into a melt of the polyester, or during the mixing of components i) and ii) can. Stabilizers, neutralizing agents, lubricants and release agents, anti-blocking agents, dyes or fillers are mentioned as examples.
Bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) und ii) kann man von 0 bis 80 Gew.-% Zusatzstoffe zusetzen. Geeignete Zusatzstoffe sind beispielsweise Füllstoffe, Stabilisatoren oder Gleit- und Formtrennmittel. Solche Zusatzstoffe sind z.B. in Kunststoff-Handbuch, Bd. 3/1, Carl Hanser Verlag, München, 1992, S. 24 bis 28 ausführlich beschrieben.Based on the total weight of components i) and ii), from 0 to 80% by weight of additives can be added. Suitable additives are, for example, fillers, stabilizers or lubricants and mold release agents. Such additives are e.g. described in detail in Kunststoff-Handbuch, Vol. 3/1, Carl Hanser Verlag, Munich, 1992, pp. 24 to 28.
Beispiele für Füllstoffe sind teilchenförmige Substanzen wie Calciumcarbonat, Tonmineralien, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Ruß, Ligninpulver, Eisenoxid, die auch als farbgebende Bestandteile wirken können, sowie Fasermaterialien, z.B. Zellulosefasern, Sisal- und Hanffasern. Der Anteil an Füllstoffen beträgt in der Regel nicht mehr als 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Formmasse, insbesondere nicht mehr als 20 Gew.-%.Examples of fillers are particulate substances such as calcium carbonate, clay minerals, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, carbon black, lignin powder, iron oxide, which can also act as coloring constituents, and fiber materials, e.g. Cellulose fibers, sisal and hemp fibers. The proportion of fillers is generally not more than 40% by weight, based on the total weight of the molding composition according to the invention, in particular not more than 20% by weight.
Stabilisatoren sind z.B. Tocopherol (Vitamin E), organische Phosphorverbindungen, Mono-, Di- und Polyphenole, Hydrochinone, Diarylamine, Thioether, Melamin oder Harnstoff. Als Antiblockmittel kommen z.B. Talkum, Kreide, Glimmer oder Siliciumoxide in Betracht. Gleit- und Formtrennmittel sind in der Regel Substanzen auf Basis von Kohlenwasserstoffen, Fettalkoholen, höheren Carbonsäuren, Metallsalzen höherer Carbonsäuren wie Calcium- oder Zinkstearat, Fettsäureamide wie Erucasäureamid und Wachstypen, z.B. Paraffinwachse, Bienenwachs, Montanwachse und dergleichen. Be- vorzugte Trennmittel sind Erucasäureamid und/oder Wachstypen und besonders be- vorzugt Kombinationen dieser beiden Trennmittelarten. Bevorzugte Wachstypen sind Bienenwachse und Esterwachse, insbesondere Glycerinmonostearat. Besonders bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Formmassen mit 0,05 bis 2,0 Gew.-% Erucasäureamid oder 0,1 bis 2,0 Gew.-% Wachstypen, jeweils bezogen auf den Kunststoffanteil der Formmassen, ausgerüstet.Stabilizers are, for example, tocopherol (vitamin E), organic phosphorus compounds, mono-, di- and polyphenols, hydroquinones, diarylamines, thioethers, melamine or urea. Talc, chalk, mica or silicon oxides can be used as antiblocking agents. Lubricants and mold release agents are generally substances based on hydrocarbons, fatty alcohols, higher carboxylic acids, metal salts of higher carboxylic acids such as calcium or zinc stearate, fatty acid amides such as erucic acid amide and wax types, for example paraffin waxes, beeswax, montan waxes and the like. Preferred release agents are erucic acid amide and / or wax types and particularly preferred preferably combinations of these two types of release agents. Preferred wax types are beeswaxes and ester waxes, in particular glycerol monostearate. The molding compositions according to the invention are particularly preferably equipped with 0.05 to 2.0% by weight erucic acid amide or 0.1 to 2.0% by weight wax types, in each case based on the plastic content of the molding compositions.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen aus den einzelnen Komponenten kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Beispielsweise können die erfindungsgemäß als Komponente i) verwendbaren Polyester nach verschiedenen Methoden in die Komponente ii) eingebracht werden. Beispielsweise können die Polyester i) mit einer oder mehreren der Monomerkomponenten zur Herstellung der Polyester ii), z.B. den Dicarbonsauren und/oder Diolen, schon bei der Herstellung der Komponente ii) zugemischt werden. Nach einer anderen Verfahrensweise können die Polyester i) der Schmelze der ausreagierten Polyester ii) einverleibt werden.The molding compositions according to the invention can be produced from the individual components by known processes. For example, the polyesters which can be used according to the invention as component i) can be introduced into component ii) by various methods. For example, the polyesters i) can be combined with one or more of the monomer components for the preparation of the polyesters ii), e.g. the dicarboxylic acids and / or diols can be admixed during the preparation of component ii). According to another procedure, the polyesters i) can be incorporated into the melt of the fully reacted polyesters ii).
Die Komponente i) kann auch nach bekannten Verfahren und mit Hilfe bekannter Mischvorrichtungen in den zuvor hergestellten Polyester ii) eingebracht werden (siehe beispielsweise Saechtling, Kunststoff-Taschenbuch, Hanser Verlag, München, Wien, Ausgabe 26, 1995, Seiten 191 bis 246). So kann Komponente i), beispielsweise mit Hilfe einer Schneckenmaschine, z.B. eines Extruders, entweder in reiner Form oder als sogenannter "Masterbatch", in Komponente ii) eingemischt werden.Component i) can also be introduced into the polyester ii) previously prepared by known processes and with the aid of known mixing devices (see, for example, Saechtling, Kunststoff-Taschenbuch, Hanser Verlag, Munich, Vienna, edition 26, 1995, pages 191 to 246). Component i) can, for example with the help of a screw machine, e.g. of an extruder, either in pure form or as a so-called "masterbatch", are mixed in component ii).
Im allgemeinen handelt es sich bei diesen Masterbatches um spezielle Formmassen, bei denen die benötigten Additive bzw. Zusatzstoffe, beispielsweise auch Komponente i), in einer Matrix aus beispielsweise thermoplastischem Polymer, beispielsweise Komponente ii), eingebettet sind, wobei jedoch der Additivgehalt im Vergleich zu üblichen additivierten Formmassen deutlich höher, beispielsweise im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%, liegt. Durch Zugabe entsprechender Mengen eines Masterbatches zu einem beispielsweise nicht-additiwierten Thermoplasten können dann Formmassen mit üblichen Additivgehalten hergestellt werden.In general, these masterbatches are special molding compositions in which the required additives or additives, for example also component i), are embedded in a matrix of, for example, thermoplastic polymer, for example component ii), but the additive content compared to usual additive molding compositions is significantly higher, for example in the range from 10 to 70% by weight. By adding appropriate amounts of a masterbatch to a non-additive thermoplastic, for example, molding compositions can then be produced with conventional additive contents.
Die Komponenten i) und ii) können auch unabhängig voneinander hergestellt werden und beispielsweise in Granulatform entweder getrennt voneinander oder nach vorheriger Mischung der Granulate nach bekannten Verfahren mit Hilfe bekannter Misch- und Verarbeitungsvorrichtungen direkt zu Blends, Formteilen, Folien, Borsten, Filamenten, Monofilen oder Fasern verarbeitet werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die erfindungsgemäßen Formmassen erst in dem der beispielsweise Faserherstellung dienenden Werkzeug hergestellt. Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen sind besonders zur Herstellung von Blends, Formteilen, Folien, Borsten, Filamenten, Monofilen oder Fasern geeignet. Die Herstellung kann nach dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen.Components i) and ii) can also be produced independently of one another and, for example, in granulate form either separately from one another or after prior mixing of the granules by known processes using known mixing and processing devices directly to give blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or Fibers are processed. In this embodiment of the invention, the molding compositions according to the invention are only produced in the tool used, for example, for fiber production. The thermoplastic molding compositions according to the invention are particularly suitable for the production of blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers. The preparation can be carried out according to methods known to the person skilled in the art.
Ein besonderes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Formmassen betrifft die Verwendung zur Herstellung von Borsten, insbesondere solchen Borsten, die zur Herstellung von Pinseln, Farbpinseln, Kosmetikpinseln, Besen, Bürsten und, besonders bevorzugt, Zahnbürsten eingesetzt werden.A particular field of application of the molding compositions according to the invention relates to the use for the production of bristles, in particular those bristles which are used for the production of brushes, paint brushes, cosmetic brushes, brooms, brushes and, particularly preferably, toothbrushes.
Ein weiteres besonderes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Formmassen betrifft die Verwendung zur Herstellung von Filamenten, Monofilen oder Fasern, insbesondere solchen Filamenten, Monofilen oder Fasern, die zur Herstellung von Filtern, Bändern, Geflechten, Zwirnen oder Geweben eingesetzt werden.Another particular field of application of the molding compositions according to the invention relates to the use for the production of filaments, monofilaments or fibers, in particular those filaments, monofilaments or fibers which are used for the production of filters, ribbons, braids, twists or fabrics.
Der Durchmesser der aus den erfindungsgemäßen Formmassen herstellbaren Borsten, Filamenten, Monofilen oder Fasern kann im allgemeinen in weiten Bereichen variiert werden und liegt beispielsweise im Bereich von 0,05 bis 4,0 mm, bevorzugt von 0,1 bis 1,5 mm. Der Durchmesser der aus den erfindungsgemäßen Formmassen herstellbaren Zahnbürstenborsten liegt im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 0,9 mm, bevor- zugt von 0,15 bis 0,25 mm.The diameter of the bristles, filaments, monofilaments or fibers that can be produced from the molding compositions according to the invention can generally be varied within a wide range and is, for example, in the range from 0.05 to 4.0 mm, preferably from 0.1 to 1.5 mm. The diameter of the toothbrush bristles that can be produced from the molding compositions according to the invention is generally in the range from 0.1 to 0.9 mm, preferably from 0.15 to 0.25 mm.
Die Länge der aus den erfindungsgemäßen Formmassen herstellbaren Borsten, Filamenten, Monofilen oder Fasern ist nicht erfindungswesentlich und kann in weiten Bereichen variiert werden.The length of the bristles, filaments, monofilaments or fibers that can be produced from the molding compositions according to the invention is not essential to the invention and can be varied within wide ranges.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen thermoplastische Formmassen werden Polymermassen zur Verfügung gestellt, aus denen Blends, Formteile, Folien, Borsten, Filamente, Monofile oder Fasern herstellbar sind, die eine gezielt einstellbare und vom Wassergehalt unabhängigere Biegesteifigkeit aufweisen, als die aus bekannten Formmassen herstellbaren Blends, Formteile, Folien, Borsten, Filamente, Monofile oder Fasern.With the aid of the thermoplastic molding compositions according to the invention, polymer compositions are made available from which blends, molded parts, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers can be produced, which have a bending stiffness that can be specifically set and is more independent of the water content than the blends, molded parts that can be produced from known molding compositions , Foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers.
Beispiele:Examples:
Anwendungstechnische Messungen:Application measurements:
Das Molekulargewicht Mn der Polymeren wurde wie folgt bestimmt: 15mg der Polymeren wurden in 10 ml Hexafluoroisopropanol (HFIP) gelöst. Jeweils 125 μl dieser Lösung wurden mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) analysiert. Die Messungen wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Für die Elution wurde HFIP + 0,05 Gew.-% Trifluoroessigsäure-Ka-Salz verwendet. Die Elutionsgeschwindig- keit betrug 0,5 ml/min. Dabei wurde folgende Säulenkombination verwendet (alle Säulen hergestellt von Fa. Showa Denko Ltd., Japan): Shodex® HFIP-800P (Durchmesser 8mm, Länge 5 cm), Shodex® HFIP-803 (Durchmesser 8mm, Länge 30 cm), Shodex® HFIP-803 (Durchmesser 8mm, Länge 30 cm). Die Polymere wurden mittels eines Rl- Detektors (Differential-Refraktometrie) detektiert. Die Kalibrierung erfolgte mit eng verteilten Polymethylmethacrylat-Standards mit Molekulargewichten von Mn = 505 bis Mn = 2.740.000. Außerhalb dieses Intervalls liegende Elutionsbereiche wurden durch Extrapolation bestimmt.The molecular weight M n of the polymers was determined as follows: 15 mg of the polymers were dissolved in 10 ml of hexafluoroisopropanol (HFIP). In each case 125 μl of this solution were analyzed by means of gel permeation chromatography (GPC). The measurements were carried out at room temperature. HFIP + 0.05% by weight trifluoroacetic acid Ka salt was used for the elution. The elution rate speed was 0.5 ml / min. The following column combination was used (all columns manufactured by Showa Denko Ltd., Japan): Shodex ® HFIP-800P (diameter 8mm, length 5 cm), Shodex ® HFIP-803 (diameter 8mm, length 30 cm), Shodex ® HFIP-803 (diameter 8mm, length 30 cm). The polymers were detected using an Rl detector (differential refractometry). The calibration was carried out using narrowly distributed polymethyl methacrylate standards with molecular weights from M n = 505 to M n = 2,740,000. Elution ranges outside this interval were determined by extrapolation.
Die Schmelztemperaturen der Polymere wurden durch DSC Messungen mit einem Gerät Exstet DSC 6200R der Fa. Seiko bestimmt:The melting temperatures of the polymers were determined by DSC measurements using an Exstet DSC 6200R from Seiko:
10 bis 15 mg der jeweiligen Proben wurden unter einer Stickstoffatmosphäre mit einer Aufheizrate von 20°C/min von -70°C auf 200°C aufgeheizt. Als Schmelztemperaturen der Proben wurden die Peaktemperaturen des dabei beobachteten Schmelzpeaks an- gegeben. Als Referenz wurde jeweils ein leerer Probentiegel verwendet.10 to 15 mg of the respective samples were heated from -70 ° C. to 200 ° C. under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 20 ° C./min. The peak temperatures of the melting peak observed were given as the melting temperatures of the samples. An empty sample pan was used as a reference.
Die Biegesteifigkeiten der Monofile wurden wie folgt bestimmt:The bending stiffness of the monofilaments was determined as follows:
a) Vorbehandlung:a) Pretreatment:
Alle Messungen wurden in Norm-Klima für die Prüfung von Textilien nach DIN 53802 bei Konstantklima (20 ±2) °C und (65 ±2) % relative Luftfeuchte bei 860 bis 1060 mbar Luftdruck und max. 1 m/s Luftgeschwindigkeit durchgeführt.All measurements were carried out in a standard climate for the testing of textiles according to DIN 53802 at constant climate (20 ± 2) ° C and (65 ± 2)% relative humidity at 860 to 1060 mbar air pressure and max. 1 m / s air speed performed.
Zur Bestimmung der Biegesteifigkeit trocken wurden die Borstenmuster vor der Messung 14 Tage in diesem Konstantklima gelagert.To determine the bending stiffness dry, the bristle samples were stored in this constant climate for 14 days before the measurement.
Zur Bestimmung der Biegesteifigkeit feucht wurden die Borstenmuster vor der Messung 14 Tage in vollentsalztem Wasser bei (20 ±2) CC gelagert. Unmittelbar vor der Messung wurde mit weichem Tuch die Oberflächenfeuchte entfernt.To determine the flexural rigidity, the bristle samples were stored in demineralized water at (20 ± 2) C C for 14 days before the measurement. Immediately before the measurement, the surface moisture was removed with a soft cloth.
b) Messung des Durchmessers der Borsten:b) Measuring the diameter of the bristles:
Der Durchmesser der Borstenmuster wurde an 10 Stücken mit einem Dickenmessgerät (Messbereich 0-10 mm; Messgenauigkeit 0,001 mm) gemessen. Dazu wurde das zu messende Borstenmuster unter den Stempel des Dickenmessgerätes gelegt und an einer Seite um die Längsachse gedreht. Der niedrigste und der höchste Durchmesser- wert wurde von der Anzeige des Gerätes abgelesen und notiert. Diese Prozedur wurde bei jedem Borstenstück wiederholt, so dass man 20 Werte (10 min. und 10 max.) er- hielt. Aus diesen 20 Werten wurde dann der Mittelwert errechnet.The diameter of the bristle samples was measured on 10 pieces using a thickness measuring device (measuring range 0-10 mm; measuring accuracy 0.001 mm). For this, the bristle pattern to be measured was placed under the stamp of the thickness measuring device and rotated on one side around the longitudinal axis. The lowest and the highest diameter values were read from the device display and noted. This procedure was repeated for each piece of bristle, so that 20 values (10 min. And 10 max.) held. The mean value was then calculated from these 20 values.
c) Messung der Biegekraft:c) Measuring the bending force:
Mit einem Biegesteifigkeitsprüfgerät Lorentzen & Wettre Elektronics wurde die Steifig- keit von jeweils 10 Prüfstücken der Borstenmuster in Anlehnung an DIN 53121 (Bestimmung der Biegesteifigkeit nach der Balkenmethode, Prüfung von Papier, Karton und Pappe) bzw. ISO 2493 (Paper and board - Determination of resistance to bending) in cN gemessen. Dazu wurden 50 mm lange Borstenmuster in Klemmbacken eingeklemmt, bei einem Abstand von 1mm zur Klemme der Kraftmess-Sensor angelegt und justiert. Mit konstanter Geschwindigkeit wurde die Borste bis zu einem Winkel von 30° und zurück zu 0° gebogen und dabei die maximale Kraft F in cN gemessen.Using a Lorentzen & Wettre Elektronics bending stiffness tester, the stiffness of 10 test pieces each of the bristle patterns was determined in accordance with DIN 53121 (determination of the bending stiffness according to the beam method, testing of paper, cardboard and cardboard) or ISO 2493 (paper and board - determination of resistance to bending) measured in cN. For this purpose, 50 mm long bristle patterns were clamped in the jaws, the force measuring sensor was placed and adjusted at a distance of 1 mm from the clamp. The bristle was bent to an angle of 30 ° and back to 0 ° at constant speed and the maximum force F in cN was measured.
d) Berechnung der Biegesteifigkeit:d) Calculation of the bending stiffness:
Die Biegesteifigkeit in N/mm2 wurde berechnet mit der Formel: B = F * L / D3, mit B = Biegesteifigkeit F = Biegekraft bei Biegewinkel 30° L = Abstand Klemme-Kraftmess-Sensor D = Durchmesser der BorsteThe bending stiffness in N / mm2 was calculated using the formula: B = F * L / D3, with B = bending stiffness F = bending force at a bending angle of 30 ° L = distance between clamp and force measuring sensor D = diameter of the bristle
Einsatzstoffe:Starting Materials:
Komponente i):Component i):
P-i-1 : Zur Herstellung des Polyesters P-i-1 wurden 87,3 kg Dimethylterephthalat, 80,3 kg Adipinsäure, 117 kg 1 ,4-Butandiol und 0,2 kg Glycerin zusammen mit 0,028 kg Tetrabutylorthotitanat (TBOT) gemischt, wobei das Molverhältnis zwischen Alkoholkomponenten und Säurekomponente 1,30 betrug. Das Reaktionsgemisch wurde auf eine Temperatur von 180°C erhitzt und bei dieser Temperatur 6h lang umgesetzt. Anschließend wurde die Temperatur auf 240°C erhöht und die überschüssige Dihydroxyverbindung unter Vakuum über einen Zeitraum von 3h abdestilliert. Anschließend wur- den bei 240°C 0,9 kg Hexamethylendiisocyanat innerhalb 1 h langsam zudosiert.Pi-1: To prepare the polyester Pi-1, 87.3 kg of dimethyl terephthalate, 80.3 kg of adipic acid, 117 kg of 1,4-butanediol and 0.2 kg of glycerol were mixed together with 0.028 kg of tetrabutyl orthotitanate (TBOT), the molar ratio between alcohol components and acid component was 1.30. The reaction mixture was heated to a temperature of 180 ° C. and reacted at this temperature for 6 hours. The temperature was then raised to 240 ° C. and the excess dihydroxy compound was distilled off under vacuum over a period of 3 hours. 0.9 kg of hexamethylene diisocyanate were then slowly metered in at 240 ° C. over the course of 1 hour.
Der so erhaltene Polyester P-i-1 wies eine Schmelztemperatur von 119°C und ein Molekulargewicht (Mn) von 23000 g/mol auf.The polyester Pi-1 thus obtained had a melting temperature of 119 ° C. and a molecular weight (M n ) of 23,000 g / mol.
Komponenten ii): Als Komponente ii) wurde eingesetzt:Components ii): The following were used as component ii):
P-ii-1 : Polybutylenterephthalat (PBT) Ultradur® B4500 der BASF Aktiengesellschaft mit einer Dichte von 1,3 g/cm3 (gemessen gemäß ISO 1183) und einer Viskositätszahl von 130 ml/g (VZ gemessen in 0,05 gew.-%iger Lösung aus Phenol/o-Dichlorbenzol, 1:1- Mischung, bei 23°C gemäß ISO 307).P-ii-1: Polybutylene terephthalate (PBT) Ultradur B4500 ® from BASF Aktiengesellschaft with a density of 1.3 g / cm 3 (measured according to ISO 1183) and a viscosity number of 130 ml / g (VN measured in 0.05 wt. -% solution of phenol / o-dichlorobenzene, 1: 1 mixture, at 23 ° C according to ISO 307).
Weitere Komponenten:Other components:
Als Komponente zur Herstellung nicht erfindungsgemäßer Formmassen wurde einge- setzt:The following were used as components for the production of molding compositions not according to the invention:
P-V-1: Ein Polyamid aus Hexamethylendiamin und Dodecandisäure (PA 6.12).P-V-1: A polyamide made from hexamethylene diamine and dodecanedioic acid (PA 6.12).
Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen:Production of the molding compositions according to the invention:
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen wurden die in Tabelle 1 angegebenen Einsatzstoffe in Granulatform in einem Taumelmischer bei Raumtemperatur 10 Minuten lang gemischt, und wie im folgenden beschrieben zu Monofilen weiterverarbeitet.To produce the molding compositions according to the invention, the starting materials listed in Table 1 were mixed in granular form in a tumble mixer at room temperature for 10 minutes, and further processed into monofilaments as described below.
Tabelle 1 :Table 1 :
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Monofilherstellung:Monofilherstellung:
Aus den Formmassen F-1 , F-V1 und F-V2 wurde jeweils eine Schmelze bei 240 bis 260 °C in einem 45 mm-Extruder mit einem Längen/Durchmesser-Verhältnis von 26 hergestellt, bei 260 °C mit einer 20cm3-Zahnradpumpe dosiert durch eine 40-Loch- Düse (Lochdurchmesser jeweils 0,7 mm) ausgetragen und durch ein Wasserbad mit 55°C für F-1 und F-V1 , beziehungsweise 20°C für F-V2 gekühlt. Die Verstreckung der 40 Filamente wurde zuerst in Heißluft bei 180°C auf einen Faktor von 3,1 und anschließend in in Heißluft bei 210°C auf einen Faktor insgesamt von 4,7 durchgeführt. Durch eine anschließende Relaxierung bei 210°C wurden die Filamente rückgeschrumpft, so dass nach Relaxierung eine Verstreckung um den Faktor 4,3 vorlag.From the molding compositions F-1, F-V1 and F-V2, a melt was produced at 240 to 260 ° C in a 45 mm extruder with a length / diameter ratio of 26, at 260 ° C with a 20cm3 gear pump dispensed through a 40-hole nozzle (hole diameter 0.7 mm) and cooled by a water bath at 55 ° C for F-1 and F-V1, or 20 ° C for F-V2. The drawing of the 40 filaments was first carried out in hot air at 180 ° C. to a factor of 3.1 and then in hot air at 210 ° C. to a factor of 4.7 in total. The filaments were subsequently relaxed at 210 ° C. shrunk back so that after relaxation there was a stretching by a factor of 4.3.
Die Filamente wurden auf Haspeln gewickelt, in Strängen gebündelt und zu 1 ,5 m langen Borstenbündel geschnitten.The filaments were wound on reels, bundled in strands and cut into 1.5 m long bristle bundles.
Die Monofile wiesen die in Tabelle 2 gezeigten Biegesteifigkeiten auf.The monofilaments had the bending stiffness shown in Table 2.
Tabelle 2:Table 2:
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*: Vergleichsversuch, nicht erfindungsgemäß
Figure imgf000027_0001
*: Comparative experiment, not according to the invention
Aus der Formmasse F-1 ließen sich gegenüber den Formmassen F-V1 und F-V2 Monofile mit vergleichsweise niedriger und vom Wassergehalt unabhängigerer Biegesteifigkeit herstellen. Compared to the molding compounds F-V1 and F-V2, monofilaments with a comparatively low bending stiffness that is independent of the water content could be produced from the molding compound F-1.

Claims

Patentansprüche claims
1. Thermoplastische Formmasse, enthaltend1. Thermoplastic molding composition containing
i) 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) bis ii), mindestens eines aliphatischen Polyesters oder eines Polyesters auf Basis von aliphatischen und aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen Dihydroxyverbindung undi) 0.1 to 50 wt .-%, based on the total weight of components i) to ii), of at least one aliphatic polyester or a polyester based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compound and
ii) 50 bis 99,9 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) bis ii) mindestens eines Polyesters auf Basis von aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen oder aromatischen Dihydroxyverbindung undii) 50 to 99.9% by weight, based on the total weight of components i) to ii) of at least one polyester based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compound and
iii) darüber hinaus 0 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i) und ii), üblicher Zusatzstoffe.iii) moreover 0 to 80% by weight, based on the total weight of components i) and ii), of conventional additives.
2. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 1 , wobei der Polyester i) aufgebaut ist aus:2. Thermoplastic molding composition according to claim 1, wherein the polyester i) is composed of:
A) einer Säurekomponente ausA) an acid component
a1 ) 30 bis 99 mol-% mindestens einer aliphatischen oder mindestens einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate oder Mischungen davona1) 30 to 99 mol% of at least one aliphatic or at least one cycloaliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives or mixtures thereof
a2) 1 bis 70 mol-% mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildendem Derivat oder Mischungen davon unda2) 1 to 70 mol% of at least one aromatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivative or mixtures thereof and
a3) 0 bis 5 mol-% einer sulfonatgruppenhaltigen Verbindung,a3) 0 to 5 mol% of a compound containing sulfonate groups,
wobei die Molprozente der Komponenten a1) bis a3) zusammen 100% ergeben undwhere the molar percentages of components a1) to a3) together give 100% and
B) einer Diolkomponente aus mindestens einem C2-bis C12-Alkandiol oder ei- nem C5- bis C10-Cycloalkandiol oder Mischungen davonB) a diol component from at least one C 2 to C 12 alkanediol or a C 5 to C 10 cycloalkanediol or mixtures thereof
und gewünschtenfalls darüber hinaus eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus einer Komponente ausgewählt ausand, if desired, one or more components selected from a component selected from
d) mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden Dihydroxyverbindung der Formel Id) at least one dihydroxy compound of the formula I containing ether functions
HO-[(CH2)n-Ojm-H (I) in der n für 2, 3 oder 4 und m für eine ganze Zahl von 2 bis 250 stehen,HO - [(CH 2 ) n -Oj m -H (I) in which n is 2, 3 or 4 and m is an integer from 2 to 250,
c2) mindestens einer Hydroxycarbonsäure der Formel lla oder llbc2) at least one hydroxycarboxylic acid of the formula IIa or IIb
Figure imgf000029_0001
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(llb) in der p eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und r eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und G für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)q-, wobei q eine ganze(IIb) in which p is an integer from 1 to 1500 and r is an integer from 1 to 4, and G represents a radical which is selected from the group consisting of phenylene, - (CH 2 ) q -, where q a whole
Zahl von 1 bis 5 bedeutet, -C(R)H- und -C(R)HCH2, wobei R für Methyl oder Ethyl stehtNumber from 1 to 5 means -C (R) H- and -C (R) HCH 2 , where R is methyl or ethyl
c3) mindestens einem Amino-C2- bis C12-alkanol oder mindestens einem Amino-C5-bis C10-cycloalkanol oder Mischungen davonc3) at least one amino-C 2 to C 12 -alkanol or at least one amino-C 5 to C 10 -cycloalkanol or mixtures thereof
c4) mindestens einem Diamino-Cr bis C8-Alkanc4) at least one diamino-Cr to C 8 alkane
c5) mindestens einem 2,2'-Bisoxazolins der allgemeinen Formel IIIc5) at least one 2,2'-bisoxazoline of the general formula III
Figure imgf000029_0002
Figure imgf000029_0002
wobei R1 eine Einfachbindung, eine (CH2)2-Alkylengruppe, mit z = 2, 3 oder 4, oder eine Phenylengruppe bedeutetwherein R 1 is a single bond, a (CH 2 ) 2 alkylene group, with z = 2, 3 or 4, or a phenylene group
c6) mindestens einer Aminocarbonsäure ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den natürlichen Aminosäuren, Polyamiden, erhältlich durch Polykondensation einer Dicarbonsäure mit 4 bis 6 C-Atomen und einem Diamin mit 4 bis 10 C-Atomen, Verbindungen der Formeln IV a und IVb
Figure imgf000030_0001
c6) at least one aminocarboxylic acid selected from the group consisting of the natural amino acids, polyamides, obtainable by polycondensation of a dicarboxylic acid with 4 to 6 C atoms and a diamine with 4 to 10 C atoms, compounds of the formulas IV a and IVb
Figure imgf000030_0001
(|Va) (IVb) in der s eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und t eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und T für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)U-, wobei u eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, -C(R2)H- und -C(R2)HCH2, wobei R2 für Methyl oder Ethyl steht,( | Va ) (IVb) in which s is an integer from 1 to 1500 and t is an integer from 1 to 4, and T is a radical which is selected from the group consisting of phenylene, - (CH 2 ) U -, where u is an integer from 1 to 12, -C (R 2 ) H- and -C (R 2 ) HCH 2 , where R 2 is methyl or ethyl,
und Polyoxazolinen mit der wiederkehrenden Einheit Vand polyoxazolines with the repeating unit V
Figure imgf000030_0002
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in der R3 für Wasserstoff, d-Ce-Alkyl, C5-C8-Cycloalkyl, unsubstitu- ierten oder mit Cι-C4-Alkylgruppen bis zu dreifach substituiertes Phenyl oder für Tetrahydrofuryl steht,in which R 3 represents hydrogen, d-Ce-alkyl, C 5 -C 8 cycloalkyl, unsubstituted or with C 1 -C 4 -alkyl groups up to triply substituted phenyl or tetrahydrofuryl,
oder Mischungen aus d ) bis c6)or mixtures of d) to c6)
undand
D) einer Komponente ausgewählt ausD) a component selected from
d1 ) mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,d1) at least one compound with at least three groups capable of ester formation,
d2) mindestens eines Isocyanatesd2) at least one isocyanate
d3) mindestens eines Divinylethersd3) at least one divinyl ether
oder Mischungen aus d1) bis d3).or mixtures of d1) to d3).
3. Thermoplastische Formmasse nach den Ansprüchen 1 bis 2, wobei Komponente ii) mindestens ein Polyalkylenterephthalat ist. 3. Thermoplastic molding composition according to claims 1 to 2, wherein component ii) is at least one polyalkylene terephthalate.
4. Thermoplastische Formmasse nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei Komponente ii) Polybutylenterephthalat ist.4. Thermoplastic molding composition according to claims 1 to 3, wherein component ii) is polybutylene terephthalate.
5. Verfahren zur Herstellung von Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, daß die Komponenten i) bis iii) gemischt werden.5. A process for the production of molding compositions according to claims 1 to 4, characterized in that components i) to iii) are mixed.
6. Verwendung der Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 zur Herstellung von Blends, Formteilen, Folien, Borsten, Filamenten, Monofilen oder Fasern.6. Use of the molding compositions according to claims 1 to 4 for the production of blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers.
7. Blends, Formteile, Folien, Borsten, Filamente, Monofile oder Fasern, erhältlich aus den Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4.7. blends, moldings, foils, bristles, filaments, monofilaments or fibers, obtainable from the molding compositions according to claims 1 to 4.
8. Pinsel, Farbpinsel, Kosmetikpinsel, Besen, Bürsten oder Zahnbürsten, umfassend Borsten, erhältlich aus den Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4.8. Brushes, color brushes, cosmetic brushes, brooms, brushes or toothbrushes, including bristles, obtainable from the molding compositions according to claims 1 to 4.
9. Filter, Bänder, Geflechte, Zwirne oder Gewebe, umfassend Filamente, Monofile oder Fasern, erhältlich aus den Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4.9. Filters, ribbons, braids, threads or fabrics, comprising filaments, monofilaments or fibers, obtainable from the molding compositions according to claims 1 to 4.
10. Verwendung von aliphatischen Polyestern oder Polyestern auf Basis von alipha- tischen und aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen Dihydroxyverbindung zur Verbesserung der Biegesteifigkeit von Polyestern auf Basis von aromatischen Dicarbonsauren und aliphatischen oder aromatischen Dihydroxyverbindungen. 10. Use of aliphatic polyesters or polyesters based on aliphatic and aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dihydroxy compounds to improve the bending stiffness of polyesters based on aromatic dicarboxylic acids and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds.
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